目前分類:精密表面拋光研磨 (120)

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詳細介紹:

名稱︰鉻鉬合金鋼 紅十字 JISG4105 SCM435~440(舊︰SCM3~4

原產地︰臺灣

主要市場︰日本、歐洲、臺灣、北美洲

分辨材質︰ 紅十字  
 
產品規格︰硬度:HB269~341 度

化學成份︰C (碳)︰0.33-0.43 Cr (鉻)︰0.90-1.20 Mo (鉬)︰0.15-0.30 Si (矽)︰0.15-0.35 Mn (錳)︰0.60-0.85 P (燐)︰0.030 以下 S (硫)︰0.030 以下

產品優點︰用途:汽車零件、機械零件、軸類、齒輪、強力螺絲。  

 

紅十字鉻鉬合金鋼的表面優化拋光: 處理前現象

紅十字合金鋼拋光前-1

 

紅十字合金鋼拋光前-2

紅十字鉻鉬合金鋼的表面優化拋光: 處理後的情況 紅十字合金鋼拋光後-1

紅十字合金鋼拋光後-ㄉ  

 

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

 

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本館專門提供 OTEC 表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺, EMAG 硬車削/乾式切削 hard turning, Koepfer 滾齒加工製造技術, Reinecker, KARSTENS外圓研磨+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備. 其它非相關資料純粹供同好分享. 

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彈性筒夾去毛刺及拋光處理實例

彈性筒夾去毛刺及拋光處理實例: 增加穩定性, 美觀, 及防繡能力 

彈性筒夾拋光去毛刺-處理後

 

 

 

彈性筒夾拋光去毛刺-處理前

 


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歡迎來到利豐行的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供精密表面處理的代理商,應對廠商高品質的表面處理需求,我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的表面處理品質,這是現有相關技術無法比擬的,表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, VTD PVD工具鍍膜, 光學鍍膜 optical coating, 金屬濺鍍 metallization,absolute chemie 精密CVD/PVD退鍍工藝和 EMAG Precision Electrochemical Machining 精密電化學加工技術 (ECM / PECM) 取代放電加工), EMAG 硬車削/乾式車削 hard turning, Koepfer 滾齒(齒輪加工製造) 技術, Reinecker, KARSTENS 內外圓研磨外圓+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備.。我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密需求高的軸承盒、射出成型的模具、高壓空氣閥、航太零配件、超高硬度的切削刀具、醫療配件及汽車用精密五金等等。我們的產品涵蓋了從桌上型到工業級的生產設備;從微細零配件到大型五金配件;從小型生產到大型量產;從半自動到全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗.

 

OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

 

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

 

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。 

 

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彈性筒夾的表面優化實例: 
需求: 熱處理後的鋼材, 需要去除氧化層, 去毛刺, 表面拋光及平滑化
效果: 在高速使用下可以提昇穩定性; 防繡效果好, 筒夾頭部光滑幫助切削脫屑等等優點!
 




彈性筒夾表面優化的的好處:

  • 減少接觸疲勞
  • 提高功率密度
  • 減少潤滑要求和成本
  • 較低的工作溫度
  • 延長平均維護間隔時間
  • 減少振動和噪音
  • 防繡性佳; 延長零件壽命,並降低零件故障
  • 降低維護成本

終端使用者的好處: 

  • 降低維護成本
  • 減少維護時間
  • 防繡性提昇 

零件壽命更長+降低故障率+更少的能源輸出=增加值和降低總擁有成本

 

 

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歡迎來到利豐行的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供精密表面處理的代理商,應對廠商高品質的表面處理需求,我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的表面處理品質,這是現有相關技術無法比擬的,表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, VTD PVD工具鍍膜, 光學鍍膜 optical coating, 金屬濺鍍 metallization,absolute chemie 精密CVD/PVD退鍍工藝和 EMAG Precision Electrochemical Machining 精密電化學加工技術 (ECM / PECM) 取代放電加工), EMAG 硬車削/乾式車削 hard turning, Koepfer 滾齒(齒輪加工製造) 技術, Reinecker, KARSTENS 內外圓研磨外圓+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備.。我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密需求高的軸承盒、射出成型的模具、高壓空氣閥、航太零配件、超高硬度的切削刀具、醫療配件及汽車用精密五金等等。我們的產品涵蓋了從桌上型到工業級的生產設備;從微細零配件到大型五金配件;從小型生產到大型量產;從半自動到全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗.

 

OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

 

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

 

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。 Electrochemical machining / pulse electrochemical machining / preciseelectrochemical machining. Electro chemical machining (ECM) is a method ofremoving metal by anelectrochemical process.

 

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軸承保持器的去毛刺處理

 

Ball / Roller Bearing Retainers / 軸承保持器 


需求: 去除加工後內外毛刺 
材料: 熱處理鋼材 


處理前 vs. 處理後的比較: 












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Speed and the quality of the polish are the two main criteria when polishing jewelry. With the EPAG electropolishing unit, OTEC has developed a completely new machine which sets fresh standards on the market. The polish is achieved electrolytically, i.e. without the mechanical removal of material. The EPAG creates a very pure surface which can easily be plated or coated.

The EPAG is technically and economically superior to all comparable machines available on the market today, as the following highlights illustrate:

  • More automated processes
  • Considerably lower processing costs than comparable machines
  • Saves time and money by reducing the number of processing stages
  • Can be used to remove casting skin and to brighten and polish complex parts, e.g. inside recesses
  • Polishes without rounding the prongs
  • Creates extremely pure surfaces which can easily be plated or coated
  • Features fully automatic process control with freely definable process parameters
  • Standard holder takes up to 120 workpieces.
  • Easy tool change with quick-release system for removing the workpiece holder

 

The main areas of application for the EPAG are cleaning castings, polishing pre-ground or tarnished parts and polishing setting prongs without rounding them.

The EPAG features the lowest processing cost of all machines on the market today whilst at the same time delivering excellent results. This is because the EPAG was designed to deliver the most cost-effective process possbile. (useful life of the electrolyte, high recycling quota, high degree of automation, etc.)

 

 



Electropolishing

Electropolishing is an electrochemical material removal process for metallic workpieces using an external source of electric current. It is used to polish, passivate and debur surfaces.

During this process, material is removed from the workpiece (anode), which is immersed in an electrolyte specially suited to this particular metal, thereby considerably reducing the surface roughness.

 

The advantages of electropolishing are:

  • Metallically pure surfaces
  • No effect on crystalline structure
  • Improved resistance to corrosion
  • (Permanently) lustrous surfaces


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本館專門提供 OTEC 表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺, EMAG 硬車削/乾式切削 hard turning, Koepfer 滾齒加工製造技術, Reinecker, KARSTENS外圓研磨+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備. 其它非相關資料純粹供同好分享.

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織針工業 - 精密零配件 / 織針的拋光研磨工藝

 

SKD 4 織針經過熱處理後

精密研磨拋光前後比較: 

 







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歡迎來到利豐行的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供精密表面處理的代理商,應對廠商高品質的表面處理需求,我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的表面處理品質,這是現有相關技術無法比擬的,表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, VTD PVD工具鍍膜, 光學鍍膜 optical coating, 金屬濺鍍 metallization,absolute chemie 精密CVD/PVD退鍍工藝和 EMAG Precision Electrochemical Machining 精密電化學加工技術 (ECM / PECM) 取代放電加工), EMAG 硬車削/乾式車削 hard turning, Koepfer 滾齒(齒輪加工製造) 技術, Reinecker, KARSTENS 內外圓研磨外圓+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備.。我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密需求高的軸承盒、射出成型的模具、高壓空氣閥、航太零配件、超高硬度的切削刀具、醫療配件及汽車用精密五金等等。我們的產品涵蓋了從桌上型到工業級的生產設備;從微細零配件到大型五金配件;從小型生產到大型量產;從半自動到全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗.

OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

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407台灣省台中市工業區36路2號
電話:+886 (04) 2355-2327
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刀具堅硬,可隨著使用時間的推遲,刀具也會有一定的磨損,影響刀具磨損的幾種原因有哪些呢?通過匯總得出了幾種原因。 


1、刀具材料 

刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素,對於加工效率、加工品質、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,衝擊韌性越低,材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾,也是刀具材料所應克服的一個關鍵。對於石墨刀具,普通的TiAlN塗層可在選材上適當選擇韌性相對較好一點的,也就是鈷含量稍高一點的;對於金剛石塗層石墨刀具,可在選材上適當選擇硬度相對較好一點的,也就是鈷含量稍低一點的; 

2、刀具的幾何角度 

石墨刀具選擇合適的幾何角度,有助於減小刀具的振動,反過來,石墨工件也不容易崩缺; 

(1)前角,採用負前角加工石墨時,刀具刃口強度較好,耐衝擊和摩擦的性能好,隨著負前角絕對值的減小,後刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢,採用正前角加工時,隨著前角的增大,刀具刃口強度被削弱,反而導致後刀面磨損加劇。負前角加工時,切削阻力大,增大了切削振動,採用大正前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也較大。 

(2)後角,如果後角的增大,則刀具刃口強度降低,後刀面磨損面積逐漸增大。刀具後角過大後,切削振動加強。 

(3)螺旋角,螺旋角較小時,同一切削刃上同時切入石墨工件的刃長最長,切削阻力最大,刀具承受的切削衝擊力最大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺旋角去較大時,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削衝擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。因此,刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角、後角及螺旋角綜合產生的,所以在選擇方面一定要多加注意。 

通過對石墨材料的加工特性做了大量的科學測試,PARA刀具優化了相關刀具的幾何角度,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。 

3、刀具的塗層 

金剛石塗層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦係數低等優點,現階段金剛石塗層是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現石墨刀具優越的使用性能;金剛石塗層的硬質合金刀具的優點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性;但是在國內金剛石塗層技術還處於起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石塗層在近期不會有太大發展,不過我們可以在普通刀具的基礎上,優化刀具的角度,選材等方面和改善普通塗層的結構,在某種程度上是可以在石墨加工當中應用的。 

金剛石塗層刀具和普通塗層刀具的幾何角度有本質的區別,所以在設計金剛石塗層刀具時,由於石墨加工的特殊性,其幾何角度可適當放大,容削槽也變大,也不會降低其刀具鋒口的耐磨性;對於普通的TiAlN塗層,雖然比無塗層的刀具其耐磨有顯著的提高,但比起金剛石塗層來說,在加工石墨時它的幾何角度應適當放小,以增加其耐磨性。 

對金剛石塗層來說,目前世界上眾多的塗層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關塗層技術,但是至今為止,國外成熟而又經濟的塗層公司僅僅限於歐洲;PARA作為一款優秀的石墨加工刀具,同樣採用目前世界最先進的塗層技術對刀具進行表面處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經濟實用。 

4、刀具刃口的強化 

刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨後的硬質合金刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是金剛石塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證塗層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨後的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。

 

 

 

 

OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

 


Stream finish maschine SF 高效率拋光機

最新開發的SF流拋機械(也稱為浸泡拋光系統)加工時間非常短,易於實現自動化和過程可靠性,有很好的鏡面效果,即使在刀具的死角也可以拋光。

 

產品優點: 

  • 簡單的自動化 
  • 在較短的處理時間邊緣倒圓,拋光
  • 工件死角最佳拋光
  • 加工過程中可能改變工件方向
  • 工件其長度可達MAX.400毫米和高達最大60公斤(含支架)的重切削處理
  • 數量和工件夾具定制配置類型


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刀具對口鈍化名稱及重要性 刀具或刀片在精磨之後,塗層之前的一道工序,其名稱目前內外尚不統一,有稱“刃口鈍化”、“刃口強化”、“刃口珩磨”、“刃口準備”或“ER處理”, edge honing等,本文采用“刃口鈍化” edge honing 的名稱。 

 

刀具刃口鈍化技術一個還不被們普遍重視,而又是十分重要的問題。它所以重要就在於:經鈍化後的刀具能有效提高刃口強度、提高刀具壽命和切削過程的穩定性。大家知道刀具是機床的“牙齒”,影響刀具切削性能和刀具壽命的主要因素,除了刀具材料、刀具幾何數、刀具結構、切削用量優化等,通過大量的刀具刃口鈍化實踐體會到:有一個好的刃口型式和刃口鈍化質量也是刀具能否多快好省進行切削加工的前提。因此,刀具刃口的狀況好壞也是不可忽視的因素。 

 

為什麼要進行對口鈍化處理 經普通砂輪或金剛石砂輪刃磨後的刀具刃口,確實存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。前者可用肉眼和普通放大鏡觀察到,後者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到,其微觀缺口一般在0.01-0.05mm,嚴重者高達0.1mm以上。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴展,加快刀具磨損和損壞。 現代高速切削加工和自動化機床對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證塗層的牢固性和使用壽命。 從國外引進數控機床和生產線所用刀具,其刃口已全部鈍化處理。有眾多的信息表明,刀具刃口鈍化可有效延刀具壽命200%或更多,大大降低刀具成本,給用戶帶來巨大的經濟效益。 因此,深入研究和實踐刀具對口鈍化門學問十分重要。

 

這個課題要從以下兩個方面做起,一個是選擇刃口型式和參數,二是探索刃口鈍化技術及參數,做到兩者的緊密結合。 二、刃口型式與刃口鈍化形狀 常用刃口型式:

 



銳刃:刃磨前、後刀面相交而自然形成的稅刃,其刃口鋒利、強度差、易磨損。一般用於精加工刀具。 倒棱刃:在刃口附近前刀面上,刃磨出很窄的負前角棱邊,大大提高了刃口的強度。用於粗加工和半精加工等刀具。 消振棱刃:在刃口附近的後刀面上磨出一條很窄的負後角棱邊,切削時增大刀具與工件的接觸面積,消除切削過程振動。用於工藝系統剛性不足時所用的單刃刀具。 白刃:在刃口附近的後刀面上磨有一條後角為0°的窄邊或刃帶,可起到支撐導向和擠壓光整作用,用於鉸刀、拉刀等多刃刀具。 倒圓刃:在對口上刃磨或鈍化成一定參數的圓角,增加刃口強度,提高刀具壽命,用於各種粗加工和半精加工的可轉位刀具。 刃口鈍化形狀: 



刃口鈍化幾何形狀,對刀具壽命有很大影響:

一種為圓弧型刃口,在刃口轉角處形成對稱圓弧,佔80%以上的刀具所採用,適用於粗精加工。一種為瀑布型刃口,在刃口轉角處的頂面與側面比率一般為2:1,為不對稱圓弧,適用於惡劣的沖擊性加工。 刀具刃口鈍化技術,其目的就是解決上述刃磨後的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。根據不同的加工條件,合理選擇刃口型式與參數,並緊緊與對口鈍化參數的選擇相組合,正確處理好刀具“銳”與“固”的關系,“銳”是刀具切削加工必須具備的特徵,同時考慮刃口的“固”也是為了更有效的進行切削加工,提高刀具壽命,減少刀具的消耗費用。

三、刀具鈍化方法的發展趨勢 
手工鈍化: 最早的鈍化工具是從皮子和石油開始,如到理發館刮臉,理發員在皮子上鐾刀,使刀刃更加鋒利耐用。而在機械加工方面所用的刀具,我們的前輩有了很多豐富的鐾刀經驗,效果非常顯著。舉例如下: 粗加工時,一把新刃磨好的刀具鐾刀可以減少初級磨損階段磨損值,在正常磨損階段後期鐾刀,仍可再延長正常磨損階段,一般刀具壽命提高0.5倍以上。 精加工使用鉸刀時,未經鐾刀其內孔表面有時達不到圖紙要求,精心鐾刀後表面粗糙度可穩定Ra1.6-0.8µm,同時刀具壽命可提高1倍左右。 

精刨機床導軌,採用負前角寬刃壓光刀,其前後刀面必須經過平板精心研磨,提高了表面質量才能保證刃口鋒利平直,導軌加工表面粗糙度可穩定達到Ra0.8µm以下。 某廠加工大砲筒內孔來復線使用的拉槽刀,由於被加工材料韌性和強度高,刀具磨損快,甚至切屑被卡住造成事故,所以必須專門安排有經驗的老工人鐾刀,才能完成這項關鍵性加工。 印刷機墻板精孔加工,採用浮動鏜刀,有進給的走刀痕跡,經研製帶有放大鏡的鐾刀工具後,刃口鋒利平直。其進給量由1mm/r,提高到4mm/r。某廠內燃機曲軸加工,其設備和刀具是由國外引進,原一盤刀可加工50-60件,採用國產刀片後只加工15-16件。刀片經鈍化和選用合理鈍化參數後,一盤刀也可加工50-60件。 機械鈍化 為提高鈍化效率和質量,大多采用高效機械鈍化方法。如採用振動鈍化、介質鈍化、研磨漿鈍化、含磨料的橡膠輪鈍化、乾或濕的噴砂法鈍化、翻滾鈍化和含磨料尼龍刷鈍化等。

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另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

利豐行事業有限公司 www.li-fung.biz
407台灣省台中市工業區36路2號
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傳真:+886 (04) 2355-2457
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精密表面處理館http://lifung.pixnet.net/blog
利豐非傳統加工科技館 http://blog.sina.com.tw/lifung
本館專門提供 OTEC 表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺, EMAG 硬車削/乾式切削 hard turning, Koepfer 滾齒加工製造技術, Reinecker, KARSTENS外圓研磨+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備. 其它非相關資料純粹供同好分享.

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數控刀具專用拋光-1  

 

德國 OTEC 先進的製造工藝技術、致力於精密零件表面處理研究的的專業機械設備公司。無論是OTEC 系列托盤離心式拋光機還是 DF 系列拖曳式拋光機,尤其在在刀具行業,無論是刀俱生產或修磨廠家還是刀具最終用戶,都可以通過我們的工藝,讓您的刀具獲得前所未有的效果。

通過 DF-Tools 系列刀具專用拋光機,可輕鬆實現以下功能:

 

:對切削刀具的刃口進行均勻的鈍化處理,從而顯著提高刀具使用壽命。

:在鈍化的同時對切削槽同步進行拋光,從而提高切削流,降低切削熱量的產生,降低切削阻力。

:對於刀具塗層前後的處理,有效提高刀具刃口塗層的附著力,去除塗層後刀具表面的液滴狀顆粒。

:高精度高速鋼刀具(如滾刀,絲錐)刃口的毛刺去除,可顯著提高產品加工質量及使用壽命。 

 

SF stream finishing machine  

 

除此之外, OTEC 在提供加工設備的同時,結合每個客戶的實際情況而製定的一整套包括設備、輔助產品還將提供全系列的磨料和加工工藝為用戶提供長期有效地整體解決方案。以德國標準的工藝為中國客戶提供快捷、專業、免費的產品打樣服務,客戶不僅能獲得令人耳目一新的產品樣品,還能獲得專業的檢測服務。當然你的樣品資料將嚴格保密。OTEC 非常重視產品服務,尤其在台灣,無論是售前、還是售後。在您需要時,OTEC的售後服務團隊將時刻在您身邊,準備為您提供卓越的技術支持以及專業的維修服務。

 

刀具處理後的導角現象: 

數控刀具專用拋光-1  

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Super Finishing of Medical Implants / 醫療植入器材的超精密拋光

Super Finishing of Medical Implants / 醫療植入器材的超精密拋光 Super Finishing of Medical Implants / 醫療植入器材的超精密拋光-2  

Super Finishing of Medical Implants / 醫療植入器材的超精密拋光 

 

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EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

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化學機械平坦化 (英語Chemical-Mechanical Planarization, CMP),又稱化學機械研磨Chemical-Mechanical Polishing),是半導體器件製造工藝中的一種技術,使用化學腐蝕及機械力對加工過程中的矽晶圓或其它襯底材料進行平坦化處理。

 

CMP技術早期主要應用於光學鏡片拋光晶圓的拋光。

20世紀70年代,多層金屬化技術被引入到集成電路製造工藝中,此技術使晶片的垂直空間得到有效的利用,並提高了器件的集成度。但這項技術使得矽片表面不平整度加劇,由此引發的一系列問題(如引起光刻膠厚度不均進而導致光刻受限)嚴重影響了大規模集成電路(LSI)的發展。針對這一問題,業界先後開發了多種平坦化技術,主要有反刻玻璃迴流旋塗膜層等,但效果並不理想。80年代末,IBM公司將CMP技術進行了發展使之應用於矽片的平坦化,其在表面平坦化上的效果較傳統的平坦化技術有了極大的改善,從而使之成為了大規模集成電路製造中有關鍵地位的平坦化技術。

 

化學機械平坦化是表面全局平坦化技術中的一種,既可以認為是化學增強型機械拋光也可以認為是機械增強型濕法化學刻蝕。該工藝使用具有研磨性和腐蝕性的磨料,並配合使用拋光墊支撐環。拋光墊的尺寸通常比矽片要大。拋光墊和矽片被一個可活動的拋光頭壓在一起,而塑料的支撐環則用於保持矽片的位置。矽片和拋光墊同時轉動(通常是以相反的方向轉),但是它們的中心並不重合。在這個過程中矽片表面的材料和不規則結構都被除去,從而達到平坦化的目的。平面化後的矽片表面使得干法刻蝕中的圖樣的成型更加容易。平滑的矽片表面還使得使用更小的金屬圖樣成為可能,從而能夠提高集成度。


化學機械平坦化是在機械拋光的基礎上根據所要拋光的表面加入相應的化學添加劑從而達到增強拋光和選擇性拋光的效果。

氧化矽拋光

氧化矽拋光主要被應用於平坦化金屬層間澱積層間介質(ILD),其基本機理是Cook理論。磨料中的水和氧化矽發生表面水合作用,從而使氧化矽的硬度、機械強度等有效降低,在機械力的作用下將氧化矽去除。氧化矽的去除速率主要由Preston方程表達。

 

金屬拋光

金屬拋光與氧化矽拋光機理有一定的區別,採用氧化的方法使金屬氧化物在機械研磨中被去除。

 

研磨液

磨料是平坦化工藝中研磨材料和化學添加劑的混合物,研磨材料主要是石英二氧化鋁氧化鈰,其中的化學添加劑則要根據實際情況加以選擇,這些化學添加劑和要被除去的材料進行反應,弱化其和分子聯結,這樣使得機械拋光更加容易。在應用中的通常有氧化物磨料、金屬磨料、金屬磨料以及一些特殊應用磨料。台灣主要的廠商有長興科技公司。

 

拋光墊

拋光墊通常使用聚亞胺脂(Polyurethane)材料製造,利用這種多孔性材料類似海綿的機械特性和多孔特性,表面有特殊之溝槽,提高拋光的均勻性,墊上有時開有可視窗,便於線上檢測。通常拋光墊為需要定時整修和更換之耗材,一個拋光墊雖不與晶圓直接接觸. 

 

CMP設備與晶圓生產中的拋光設備有相似之處(見上圖),但集成電路矽片中很多材料的加入以及金屬層的增加使得CMP設備不能如同拋光設備那樣簡單,而需要加入特別的過程獲得平坦化的效果。這主要體現在對拋光厚度、拋光速率的檢測上,被稱作終點檢測,通常有電機電流終點檢測、光學終點檢測。


在拋光工藝過程中,磨料和被拋光對象都會造成矽片的沾污,清洗的主要目的就是為了清除這些沾污物質,使矽片的質量不致受到影響。所採用到的清洗設備有毛刷洗擦設備、酸性噴淋清洗設備、兆聲波清洗設備、旋轉清洗乾燥設備等。清洗步驟主要有氧化矽清洗、淺溝槽隔離清洗、多晶矽清洗、鎢清洗、銅清洗等。


化學機械拋光主要用於以下幾個方面

  • 深槽填充的平面化
  • 接觸孔和過孔中的金屬接頭的平面化
  • 生產中間步驟中氧化層和金屬間電介層的平面化

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形狀複雜的工件往往包含可達性很差的加工位置。後棱、凹腔、內腔交叉孔的相慣線等對機械加工來說並不是什麼大不了的事情,然而當涉及到給這些可達性差的位置去毛刺時卻會讓許多人束手無策,因為要在不影響材料特性的情況下完成精密去毛刺不是輕而易舉的事情。採用傳統去毛刺法,如機械法、高溫法、或高壓水清洗法等,很難達到預想的高效性、經濟性或均一性。在大中批量的生產中,由於內腔存在的毛刺會嚴重影響工件性能,所以去毛刺質量成了人人關注的焦點。與此同時,在去毛刺實踐中還存在著一個技術問題,就是所謂的二級去毛刺:也就是說,在用普通機加方式去毛刺時會形成後續毛刺或形成倒毛現象,即毛刺游離,從而出現事先未定義的加工狀態。

 

借助電解法實現無接觸去毛刺–金屬電解加工
採用電解加工法(ECM)不僅可以精密去毛刺或使工件表面圓滑,而且非常經濟有效。由於夾具可同時夾緊幾個工件並列加工,所以節拍時間可根據產能需求設計,最短節拍時間可低於10秒鐘/每件。採用電解去毛刺的優點是刀具磨損小,去毛刺精密,工件和刀具無接觸,加工經濟有效。採用電解法對高壓共軌技術的泵體進行去毛刺加工對高壓共軌技術的泵體去毛刺是複雜零件去毛刺的一個實例。初一看會覺得泵體的機械加工和去毛刺都是當今常見的技術,不值得一提。然而深究其里便可以發現掌控整個生產工藝是實現經濟有效生產的關鍵。埃馬克集團能提供從切削加工、工件自動輸送、到去毛刺的整個工藝鏈。去毛刺雖然只是小事一樁,但如果事先考慮不周的話,會瞬間成為大事,去毛刺的意義由此可見一斑。為了避免這種現象,必須在在製定工藝或加工流程之初就確定切削方向,只有這樣,才能經濟有效地達到精密去毛刺的目的。和傳統去毛刺工藝(機械法或高壓水清洗法)相比,電解去毛刺工藝的加工成本可大大降低,而且由於模塊化結構的設備可後續拓展,所以節拍時間也可根據產量要求在生產起動或生產階段匹配。

 

 

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根據機械零件加工方式的不同,毛刺可以分為鍛造毛刺、鑄造毛刺、電氣焊毛刺、沖壓毛刺、切削加工毛刺、塑料成型毛刺等等。毛刺的存在不僅影響產品的外觀的質量,更導致產品內在質量的降低。危害整個機械系統的可靠性、穩定性。

      在美、日、德有專門的研究機構,對毛刺產生的機理,去毛刺的工藝和檢測方法等進行大量研究工作,世界毛刺技術委員會(WBTC)成立於1994年,現已經成為全世界表面精飾和毛刺技術的領導中心。

去毛刺作業使零件的製造成本增加10%,美國每年花20億美元用來清除零件毛刺,但獲得的收益遠遠高出好多,東西方的觀念就在於此。國內一般企業不重視這個問題,為什麼都說國外的東西精緻,價格高,質量好。我們必須要改變一些觀念了。

 

去毛刺的方法:

1. 手工去毛刺

2. 純化學去毛刺

3. 電解去毛刺

4. 超聲波去毛刺

5. 高壓水噴射去毛刺

6. 熱爆炸去毛刺

7. 冷凍修邊去毛刺

8. 磁力去毛刺機

9. 去毛刺機械手

10. 噴砂噴丸

11. 震動滾磨

 

純化學去毛刺是在一定化學介質中通過化學反應使金屬表面光亮,平整的一種工藝。

許多複雜殼體零件內有一,二百個交叉孔,台肩孔,盲孔等,要求去除各交叉孔的毛刺都是十分困難的,往往要採用很多種方法都很難解決。化學去毛刺工藝採用浸泡工藝來去除毛刺,不管你工件的內孔有多少,有多小,只要是藥水能進入的地方毛刺都可以去除。

 

傳統的化學去毛刺

1. 硝酸體系。化學去毛刺液效果好,鋼材表面光潔度高,原料便宜,但是產生的黃煙,嚴重污染環境和危害人體健康,去毛刺時間在1-3分鐘。

2. 縮合磷酸體系。把磷酸加熱到150度脫水而得,工作溫度要維持在180到250度,操作麻煩,耗能。去毛刺時間在5到10分鐘。

 

已經淘汰的傳統化學去毛刺的缺點

1、化學去毛刺的質量不如電解去毛刺。

2、化學去毛刺所用溶液的調整和再生比較困難,在應用上受到限制。

3、化學去毛刺操作過程中,硝酸散發出大量黃棕色有害氣體,對環境污染非常嚴重。

 

純化學去毛刺的基本組成包括,腐蝕劑,氧化劑,添加劑和水。腐蝕劑的主要成分,與金屬機體反應,氧化劑和添加劑可抑制腐蝕過程,使去毛刺過程或得最高的光潔度。水調節溶液濃度,便於反應物的擴散。

 

現代的化學去毛刺

1.雙氧水體系。用雙氧水取代硝酸作為氧化劑,它不產生有害氣體,是一種無害的去毛刺工藝。去毛刺時間在3分鐘左右

 

硝酸體系的去毛刺配方:

                                   範圍 最佳值

磷酸(密度=1.70) 50%-54% 52%

硫酸(密度=1.84) 31%-34% 32%

硝酸(密度=1.40) 7%-9% 8%

水 6%-10% 8%

溫度 100-110 110

時間 1-3分鐘 1.5分鐘

 

縮合磷酸體系:

縮合磷酸(P2O3-72%-75%) 90%-100%

硫酸(98%) 0-10%

溫度 80*-250*

時間 >10分鐘

縮合磷酸是在150度脫水製得,這個工藝適合高碳鋼。

 

不銹鋼則可在下列溶液中進行化學去毛刺:

配方(1)

硫酸(H2SO4)(d=1.84) 227mL 水 660mL

鹽酸(HC1)(d=1.19) 67mL 溫度50℃~80℃

硝酸(HN03)(d=1.40) 40mL 時間3min~20min

拋光時要抖動零件,避免氣泡在表面停滯。加入甘油,可以改善拋光質量。

 

配方(2)

鹽酸(HC1) 66g/L~77g/L 檸檬酸飽和溶液60mL/L  

硝酸(HN03) 180g/L~200g/L 磷酸氫二鈉飽和溶液60mL/L

氫氟酸(HF) 70g/L~90g/L 溫度50℃~60℃

硝酸鐵(Fe(N03)3) 18g/L~25g/L 時間0.5min~5min

冰醋酸(CH3COOH) 20g/L~25g/L

 

橡膠、塑料製品、鋅鎂鋁合金等製品飛邊(或毛刺)的厚度比製品的厚度要薄很多,所以飛邊(或毛刺)的脆化速度要比製品的脆化速度快,在飛邊(或毛刺)脆化而製品沒有脆化這一時間段裡,冷凍去毛刺(修邊)機通過拋射彈丸來擊打製品,從而去除處於脆化的飛邊(或毛刺)。

 

傳統的去毛刺液的組成(質量分數)為70%磷酸+12%草酸+18%水,去毛刺時控制溶液溫度在45~60、時間為10~45 min即可。

 

運用體視顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X-ray衍射儀和維氏硬度計等手段考察了此化學去毛刺技術處理有色金屬制精密零件的效果, 認為此化學去毛刺技術可以達到精度要求、技術要求和質量要求,不改變零件的性能,且具有一定的光亮作用。

 

電化學去毛刺

利用電解作用去除金屬零件毛刺的一種電解加工方法,英文簡稱ECD。將工具陰極(一般用黃銅)固定放置在工件有毛刺的部位附近,兩者相距一定的間隙(一般為0.3~1毫米)。工具陰極的導電部分對準毛刺棱邊,其他表面用絕緣層覆蓋起來,使電解作用集中在毛刺部分。加工時工具陰極接直流電源負極,工件接直流電源正極。壓力為0.1~0.3兆帕的低壓電解液(一般用硝酸鈉或氯酸鈉水溶液)流過工件。

 

對於表面較粗糙的不銹鋼板要達到裝飾效果,必須載滾輪架上用砂帶拋光機拋光,首先用120#砂帶,拋到表面顏色一至時,換240#砂帶,拋到表面顏色一至時,再換800#砂帶,拋到表面顏色一至時,再換1200#砂帶,就拋到裝飾不銹鋼板的效果了。

 

化學去毛刺機理:

金屬表面獲得光亮度可分為宏觀整平和微觀整平兩個過程,前者指表面粗糙度>1um的表面整平,後者指表面粗糙度

 

金屬表面在去毛刺液中氧化劑的作用下形成一層鈍化膜,該鈍化膜在毛刺處的化學活性較大,而凹陷處更穩定,結果毛刺處的鈍化膜溶解破壞程度比凹陷處大,最終獲得穩定,緻密的鈍化層。達到微觀整平,光亮的效果。

 

利用含70%磷酸和12%草酸的水溶液,先經17 ℃、10 min保溫處理,再經45~60 ℃保溫10~45 min,可以高效去除不銹鋼精密零件表面的毛刺,處理後零件精度和質量合格,且性能不受影響;所用處理方法設備簡單,且對零件表面產生一定的光亮作用。

 

毛刺的控制和去除 

根據毛刺產生的機理,採取以下措施防止切屑與刀具發生黏結或變形強化,即可能避免毛刺的產生。 

①提高刀具前刀面的光潔度; 

②增大刀具的前角; 

③減少切削厚度; 

④對工件適當熱處理,減少塑性變形; 

⑤採用抗黏結性能好的切削液; 

⑥根據零件的塑性,適當調整切削速度。實際工作中,選擇適當的去毛刺方法,會提高產品質量,降低成本。否則不但影響生產效率和產品質量,還會增加產品成本。具體地說,有些產品較粗糙,只要用普通刷子或銼刀、砂紙打磨一下即可。有些產品要求較高,由於毛刺較牢固,不經過切削加工是很難脫落的。而高精產品,特別是安全性要求特別高和價值極高的產品,如用於飛機、衛星等的產品就要求徹底清除毛刺,即使非常牢固的毛刺也要經過切削加工清除,毛刺脫落會造成不可估量的損失。 

(3)毛刺的檢測方法及選擇的原則目前還沒有統一標準來對毛刺和棱邊進行評價,設計時也很少標明對毛刺和棱邊的具體要求。

 

化學去毛刺處理後,電鍍效果更佳,表面光滑,光亮,鍍層緊密。

易彎曲。易損的工件不受到機械負荷,因為用的是浸泡工藝。有專用掛具,加工不受其結構和大小的限制。

 

問答:

Q:我們的產品是不銹鋼管件,管徑一般在Φ50-Φ130,管件壁厚1.2—2.0mm,長度100—1000mm之間的都有;其中一道工序是鋸切,鋸切之後產生毛刺,現在我們大都採用機械方法去毛刺,不知道你這種化學方法是否適用?另外,這幾種強酸的配比,腐蝕性很強,堪比王水,處理後對管件的物理性能、機械性能是否有影響?比如金相結構、抗拉強度等是否會產生變化?還有,需要什麼樣的設備,對環境的要求,廢液處理等方面,能否簡單介紹一下?

A:不銹鋼最好用電化學去毛刺,但成本比較高。或者物理滾磨,振動方法。用純化學的傳統方法,經濟但污染性強。用不銹鋼專用拋光砂輪就可以解決毛刺和變色的問題,用硬鋁的銼刀效果很不錯。

 

Q: 對精孔和表面光潔度會不會有影響啊?

A: 對精孔沒有影響,表面粗糙度都可以控製到0.1U。去毛刺是在公差範圍內進行。

 

Q: 我是加工齒輪的,切削後都有毛刺,現有的只有人工去毛刺,但是去除的不干淨,老遭客戶投訴,如何解決?

A: 對於齒輪用電解化學比較好,但是前期投入費用高,它不用考慮毛刺大小,主要是消耗電能,用純化學去毛刺建議在熱處理過後使用,因為它消耗藥劑,毛刺小節約成本。

 

Q:低碳合金件能用化學方法去毛刺嗎?

A:中、低碳合金件,處理後表面光亮,效果很好,是非常合適的。

 

Q:我們是做閥塊的,目前的去毛刺工藝是用熱能去毛刺,目前的情況是鐵件還行,但鋁件不理想,調高參數後產品容易變形,但在交叉部位還是能夠看到有不規則的毛刺,目前也是比較頭痛的一個問題,我不知道你們可不可以幫我們做幾個樣件,另外有一個問題主要是我們的產品有幾個比較關鍵的尺寸,如孔徑D3H7,還有粗糙度Ra0.4,不知道這些經過你說的雙氧水工藝去毛刺有沒有影響?

A:對壓鑄,澆注材質的鋁,鐵,都不能用這個工藝,原因是這樣的產品,密度不高,處理了會提高粗糙度。如果是精加工產品,除鋁產品粗糙度會提高,其他材質都很好提高光潔度。

熱能去毛刺,有的材質不會很黑嗎,效率也不怎麼高啊。這個工藝變形是客觀存在,避免不了的。

 

Q:噴砂,瞭解多不,求教幾個問題?

A:噴砂的好處:

1.可以噴掉鋼板上的鐵鏽和其他污染物。

2.如果噴砂完成後要噴油漆,可以增加油漆的附著力。

3.噴砂使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度,使工件表面的機械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲勞性,增加了它和塗層之間的附著力,延長了塗膜的耐久性,也有利於塗料的流平和裝飾。

4.讓外觀更加漂亮。

5.讓產品更加有特色和時尚。

6.可以遮醜。

7.還有很多,就是技術的問題。

 

噴砂工藝與其它清理工藝(如酸洗,工具清理)相比有以下特點:

1.噴砂處理是最徹底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法。

2.噴砂處理可以在不同粗糙度之間任意選擇,而其它工藝是沒辦法實現這一點的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化學溶劑清理則清理表面過於光滑不利於塗層粘接。

 

 

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不鏽鋼以其優良的耐腐蝕性能,良好的力學性能和加工性能及較好的焊接性能,成為被廣泛選用的工程材料。同時, 通過不同的拋光加工方法, 可以使各種不鏽鋼板材、管材、棒材、異型材的表麵具有不同等級的表麵光潔度,大大改善了不鏽鋼的外觀,使之達到美學效果,增加了對消費者的吸引力,給人們以美的享受。在日常生產和生活中,都得到廣泛使用。如不鏽鋼化工管道、不鏽鋼容器、不鏽鋼旗杆、不鏽鋼防盜門窗、不鏽鋼樓梯扶手、不鏽鋼水桶、不鏽鋼門碰珠、不鏽鋼廚房器皿等。
 

一、不鏽鋼板材的拋光

1. 不鏽鋼大板(鋼廠成品板)

不鏽鋼大板的拋光,有用研磨砂、砂帶和紗筋研磨材料的多種拋光方式。根據不同的用途,可選擇不同的或組合的拋光方式。

(1)用GB2477所規定的粒度為100~120號研磨材料對冷軋不鏽鋼素板進行拋光精整後,不鏽鋼表麵是一種半拋光表麵。表麵粗糙度Ra值為0.4~1.5μm。適用於作建築材料、廚房器皿以及用於製造後需進一步精加工的場合。

(2)用GB2477所規定的粒度為150~180號的砂帶對冷軋不鏽鋼素板進行拋光精整後,不鏽鋼表麵是表麵更亮的細拋光表麵,表麵粗糙度Ra值為0.2~1.5μm。廣泛用於餐廳廚房設備、醫療設備、容器正麵,並適合作建築物履麵及建築物幕牆的緣飾。這種細拋光表麵,上麵不容易留下指印,也適合於製作不鏽鋼鋼門。這種表麵具有鏡麵似的反射效果,具有反射各種光源的特殊性能。由於使用砂帶拋光,無論光源外形如何,反射後都是明亮的直線。不管不鏽鋼板的位置和入射的角度如何,這條明亮的直線總是與拋光方向垂直。根據鋼板安裝的方向不同,它可能會在建築物上出現一條水平亮線,也可能出現一條垂直亮線。如果亮線呈水平,則說明鋼板表麵拋光紋路是豎直的。這種使用方式,鋼板表麵不容易積沉灰塵,也便於衝洗,這一點對高層建築的維護非常重要。

(3)用GB2477所規定的粒度為240號的砂帶對冷軋不鏽鋼素板進行拋光精整所得到的表麵,相當於日本標準的240號表麵。適用於廚房器皿。

(4)用GB2477所規定的粒度為W63號研磨材料對150~180號的砂帶拋光過後的冷軋不鏽鋼素板再進行拋光精整,不鏽鋼表麵有較好的金屬光澤,表麵柔和,反光性弱而且不反射圖像,很適合製作建築物幕牆和建築物緣飾,也廣泛用作廚房器皿。

(5)用GB2477所規定的粒度為W50號研磨材料對不鏽鋼板進行拋光,具有高度反射率的準鏡麵。相當於美國標準用600號旋轉拋光輪進行精細拋光所得表麵。主要用於建築物和裝飾品上。

許多不鏽鋼板銷售商,為了降低成本、更好的服務客戶,自購不鏽鋼板材拋光設備。有的銷售商從不鏽鋼板生產廠家買來成噸的不鏽鋼板後,在設備上使用紗筋研磨材料對不鏽鋼板進行浮動式幹磨或/和濕磨拋光,由於操作工不懂磨料磨具,往往達不到拋光的理想效果。

2. 不鏽鋼小平板

對不鏽鋼成品板分解後,會得到許多不同規格尺寸的小的不鏽鋼板。這些小的不鏽鋼板,是在生產中最大量使用的不鏽鋼工件。由於各個廠家或拋光“作坊”情況不同,他們會采用不同的方法來進行拋光。

(1)“布輪粘砂”拋光

“布輪粘砂”拋光是用布輪粘結研磨材料的拋光。在過去是最常見的拋光不鏽鋼的方法。在馬達驅動的單頭或雙頭拋光機(砂輪機演變過來)的旋轉的布輪上塗上拋光膏,操作工手持不鏽鋼工件進行拋光。勞動強度大,工作環境差,車間工人受汙染程度高,經常需要戴口罩操作。

不鏽鋼拋光主要采用氧化鉻和粘結劑製成的堅硬銳利、去除能力強的青蠟。青蠟為拋光蠟的一種。拋光蠟(膏)為拋光材料的固體形式,主要由磨料、有機膏體及添加劑組成,其中磨料的種類、晶型、粒度以及有機膏體的種類、配比等都是影響拋光質量的重要因素。

(2)砂紙拋光

把不鏽鋼工件放在一個桌子或其它平台上,更換粗、細砂紙,利用人力,進行拋光。這種拋光方法與操作工的技能休戚相關。操作工技能高,會拋得比較好。但由於拋光速度低,達到與機器操作的同等級的表麵粗糙度,是辦不到的。

(3)角磨機拋光

操作工手持角磨機,在角磨機上安裝120號或/和220號的PVA小磨片(角磨片),對工件進行拋光。拋光之前,有時需要先安裝普通樹脂角磨片,來進行粗磨。PVA小磨片拋光後,有時還會用毛氈輪再拋光,以達到更亮的表麵。

(4)氣動砂輪機拋光

在生產車間的氣動砂輪機上安裝研磨拋光輪,拋光麵積1平方米以下的不鏽鋼板。(注意:研磨拋光輪的限用線速度應匹配氣動砂輪機,否則出安全事故。)

(5)磨床拋光

在平麵磨床上,安裝PVA砂輪,選取合適的工件速度、徑向進給量、砂輪轉速,進行拋光不鏽鋼工件工作,可獲得高光澤度的表麵質量。

(6)浮動磨頭拋光

在一個自製的浮動磨頭上,自製昂貴材料的布輪,對麵積1平方米左右的不鏽鋼板進行拋光。可得到一個霧狀鏡麵的效果。

還有一些其它方法,如振動拋光等。

二、不鏽鋼管材的拋光

1.不鏽鋼圓管

隨著物質和文化生活水平的不斷提高,社會對不鏽鋼圓管(含不鏽鋼複合管)的需求量越來越大,對不鏽鋼管材的拋光也提出了更高的要求。從而不鏽鋼管的拋光生產線(不鏽鋼管拋光機)應運而生。圓管拋光機主要由上料裝置、拋光主機、下料裝置組成,由一台調速電機聯動拋光機的三部分進行原料的同步傳送。拋光主機由六組拋磨頭組成,每組由一台三相電機帶動。

不鏽鋼圓管粗拋、半精拋采用砂布頁輪,精拋采用PVA砂輪,表麵粗糙度Ra值可達0.1~0.05μm 。

小直徑的不鏽鋼圓管,有采用單個磨頭拋光的,設備類似無心磨床,可使用PVA砂輪和砂布頁輪。砂子的粒度應選取180號以細的研磨砂。 

2.不鏽鋼方矩管

方管拋光機由上料裝置、拋光主機、下料裝置組成。拋光主機由調速電機帶動,實現原料的進給傳送,拋光主機由四組平拋機構和四組側拋機構組成。

方管粗拋采用砂布頁輪,精拋改用布輪塗以氧化鉻拋光膏拋磨。拋後表麵粗糙度Ra值可達0.1μm。

在拋光不鏽鋼圓管和方矩形管方麵,也有的小企業采用簡單的不鏽鋼管拋光機(單組拋光機)。多次更換砂輪、多次操作來達到技術要求。

三、異型不鏽鋼材的拋光

人均GDP越提高,人均耗用的不鏽鋼量越多。有的台灣老板,正是從日、韓、台灣看到這一趨勢,才來到大陸投資於不鏽鋼產業。而人均GDP的提高,個性化需求得到發展,千奇百怪、五花八門的不鏽鋼製品層出不窮,各種異型不鏽鋼產品大放異彩。如圖1的不鏽鋼手電筒。 

1.不鏽鋼防盜門

人均GDP很低、家家都很窮的的時候,不需要防盜門。現在,不但需要防盜門;而且,鋥光瓦亮的不鏽鋼防盜門是許多家庭的首選。對於高品質的不鏽鋼防盜門的拋光,普遍使用工業百潔布,很少用砂帶。在打磨方法上,多用手工的方法。手工打磨效率不及機器,但卻有更好的靈活性。由於不鏽鋼門存在很多的邊角溝槽,手工打磨具有更好的局部打磨效果。

2.不鏽鋼表扣

由於不鏽鋼表扣的曲麵結構,很難采用流水線作業拋光。不鏽鋼表帶的拋光,目前仍延續采用“布輪粘砂”拋光。這可能也是成本最低又能達到要求的拋光方法。

3.不鏽鋼筆帽

拋光不鏽鋼筆帽,上海的技術人員和工人,曾研製出一條多個磨頭的拋光生產線。可惜,當初專利、保密意識不強,被跨國公司參觀後仿製了。據說,這個跨國公司,就是美國“派克”公司。鄭州紡織機械廠,改革開放之初,在不鏽鋼衝壓方麵,在日本人麵前,也犯過類似錯誤。

4.不鏽鋼菜刀

不鏽鋼菜刀,有采用PVA砂輪進行拋光的。 

5.不鏽鋼潔具配件

目前有四軸不鏽鋼潔具配件自動拋光機,用拋光蠟、砂帶等拋光不鏽鋼潔具配件。

6.不鏽鋼大罐內壁

目前有不鏽鋼大罐內壁吊掛式拋光機,由傳動軸組件、動力機構、空壓機、集電環、升降架、手動牽引機構、砂帶磨頭、吊掛機構等組成,利用傳動軸帶動升降架旋轉和手動牽引機構帶動升降架上、下滑動,進而帶動砂帶磨頭實現對大罐內壁的表麵拋光。

7.不鏽鋼滾筒外壁

在較大的不鏽鋼滾筒外壁方麵,有單位自製設備,使用砂布頁輪進行拋光。

以上所列異型不鏽鋼產品,掛一漏萬。在拋光異型不鏽鋼產品方麵,八仙過海,各顯其能。采用多種機器和工具,采用各種研磨材料的都有。甚至有人用牙膏和牙刷來拋光不鏽鋼異形件(特殊情況下,不失為最好的選擇)。異型不鏽鋼產品和工件的不統一性,造就了各式各樣的拋光方法。

四、結論

1.根據不同的用途,選擇相適應的不鏽鋼拋光方法、相適應的研磨拋光材料可獲得最佳經濟效果。
2.機械拋光方法目前是最簡單的、也是最有效的、成本最低的不鏽鋼拋光方法。

3.PVA砂輪會在不鏽鋼拋光上更加多的發揮作用。

4.不鏽鋼不同的拋光加工拓寬了不鏽鋼使用的內涵。可以使用一種拋光加工,也可以通過幾種不同加工方法的組合,生產出更多更靚麗的表麵,從而擴展了不鏽鋼的使用範圍,提高了人們的生活情調和檔次。

5.目前,我國正由小康社會向更加富足的小康社會邁進,不鏽鋼的需求尚有很大潛力。因此,研究、發展不鏽鋼的拋光具有廣闊的前景,它也會進一步拓展不鏽鋼的應用範圍,給我們帶來更加優美的環境、更加舒愉的內心。

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塑膠模具拋光方法


隨著塑膠製品日溢廣泛的應用,如日化用品和飲料包裝容器等,外觀的需要往往要求塑膠模具型腔的表面達到鏡面拋光的程度。而生產光學鏡片、鐳射唱片等模具對表面粗糙度要求極高,因而對拋光性的要求也極高。拋光不僅增加工件的美觀,而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性、耐磨性,還可以使模具擁有其他優點,如使塑膠製品易於脫模,減少生產注塑週期等。因而拋光在塑膠模具製作過程中是很重要的一道工序。 

 

1 拋光方法 目前常用的拋光方法有以下幾種: 

 

1.1 機械拋光 機械拋光是靠切削、材料表面塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑面的拋光方法,一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特殊零件如回轉體表面,可使用轉臺等輔助工具,表面品質要求高的可採用超精研拋的方法。超精研拋是採用特製的磨具,在含有磨料的研拋液中,緊壓在工件被加工表面上,作高速旋轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各種拋光方法中最高的。光學鏡片模具常採用這種方法。 

 

1.2 化學拋光 化學拋光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解,從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備,可以拋光形狀複雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高。化學拋光的核心問題是拋光液的配製。化學拋光得到的表面粗糙度一般為數10μm。 

 

1.3 電解拋光 電解拋光基本原理與化學拋光相同,即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。與化學拋光相比,可以消除陰極反應的影響,效果較好。電化學拋光過程分為兩步: (1)宏觀整平 溶解產物向電解液中擴散,材料表面幾何粗糙下降,Ra>1μm。 (2)微光平整 陽極極化,表面光亮度提高,Ra<1μm。 

 

1.4 超聲波拋光 將工件放入磨料懸浮液中並一起置於超聲波場中,依靠超聲波的振盪作用,使磨料在工件表面磨削拋光。超聲波加工宏觀力小,不會引起工件變形,但工裝製作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學或電化學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上,再施加超聲波振動攪拌溶液,使工件表面溶解產物脫離,表面附近的腐蝕或電解質均勻;超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程,利於表面光亮化。 

 

1.5 流體拋光 流體拋光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到拋光的目的。常用方法有:磨料噴射加工、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅動,使攜帶磨粒的液體介質高速往復流過工件表面。介質主要採用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物質)並摻上磨料製成,磨料可採用碳化矽粉末。 

 

1.6 磁研磨拋光 磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷,對工件磨削加工。這種方法加工效率高,品質好,加工條件容易控制,工作條件好。採用合適的磨料,表面粗糙度可以達到Ra0.1μm。 

 

2 機械拋光基本方法 在塑膠模具加工中所說的拋光與其他行業中所要求的表面拋光有很大的不同,嚴格來說,模具的拋光應該稱為鏡面加工。它不僅對拋光本身有很高的要求並且對表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標準。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。

 

鏡面加工的標準分為四級:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由於電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度,而化學拋光、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面品質又達不到要求,所以精密模具的鏡面加工還是以機械拋光為主。 

 

2.1 機械拋光基本程式 要想獲得高品質的拋光效果,最重要的是要具備有高品質的油石、砂紙和鑽石研磨膏等拋光工具和輔助品。而拋光程式的選擇取決於前期加工後的表面狀況,如機械加工、電火花加工,磨加工等等。機械拋光的一般過程如下: 

 

(1)粗拋 經銑、電火花、磨等工藝後的表面可以選擇轉速在35 000—40 000 rpm的旋轉表面拋光機或超聲波研磨機進行拋光。常用的方法有利用直徑Φ3mm、WA # 400的輪子去除白色電火花層。然後是手工油石研磨,條狀油石加煤油作為潤滑劑或冷卻劑。一般的使用順序為#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。許多模具製造商為了節約時間而選擇從#400開始。 

 

(2)半精拋 半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數依次為:#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。實際上#1500砂紙只用適於淬硬的模具鋼(52HRC以上),而不適用於預硬鋼,因為這樣可能會導致預硬鋼件表面燒傷。 

 

(3)精拋 精拋主要使用鑽石研磨膏。若用拋光布輪混合鑽石研磨粉或研磨膏進行研磨的話,則通常的研磨順序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的鑽石研磨膏和拋光布輪可用來去除#1200和#1500號砂紙留下的發狀磨痕。接著用粘氈和鑽石研磨膏進行拋光,順序為1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求在1μm以上(包括1μm)的拋光工藝在模具加工車間中一個清潔的拋光室內即可進行。若進行更加精密的拋光則必需一個絕對潔淨的空間。灰塵、煙霧,頭皮屑和口水沫都有可能報廢數個小時工作後得到的高精密拋光表面。

 

2.2 機械拋光中要注意的問題 用砂紙拋光應注意以下幾點: 

 

(1)用砂紙拋光需要利用軟的木棒或竹棒。在拋光圓面或球面時,使用軟木棒可更好的配合圓面和球面的弧度。而較硬的木條像櫻桃木,則更適用於平整表面的拋光。修整木條的末端使其能與鋼件表面形狀保持吻合,這樣可以避免木條(或竹條)的銳角接觸鋼件表面而造成較深的劃痕。 

 

(2)當換用不同型號的砂紙時,拋光方向應變換45°~ 90°,這樣前一種型號砂紙拋光後留下的條紋陰影即可分辨出來。在換不同型號砂紙之前,必須用100%純棉花沾取酒精之類的清潔液對拋光表面進行仔細的擦拭,因為一顆很小的沙礫留在表面都會毀壞接下去的整個拋光工作。從砂紙拋光換成鑽石研磨膏拋光時,這個清潔過程同樣重要。在拋光繼續進行之前,所有顆粒和煤油都必須被完全清潔乾淨。 

 

(3)為了避免擦傷和燒傷工件表面,在用#1200和#1500砂紙進行拋光時必須特別小心。因而有必要載入一個輕載荷以及採用兩步拋光法對表面進行拋光。用每一種型號的砂紙進行拋光時都應沿兩個不同方向進行兩次拋光,兩個方向之間每次轉動45°~ 90°。 

 

鑽石研磨拋光應注意以下幾點: 

 

1)這種拋光必須儘量在較輕的壓力下進行特別是拋光預硬鋼件和用細研磨膏拋光時。在用#8000研磨膏拋光時,常用載荷為100~200g/cm2,但要保持此載荷的精准度很難做到。為了更容易做到這一點,可以在木條上做一個薄且窄的手柄,比如加一銅片;或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟。這樣可以幫助控制拋光壓力,以確保模具表面壓力不會過高。 具體方法如圖1所示 圖1 有彈性的拋光工具 

 

2)當使用鑽石研磨拋光時,不僅是工作表面要求潔淨,工作者的雙手也必須仔細清潔。 

 

3)每次拋光時間不應過長,時間越短,效果越好。如果拋光過程進行得過長將會造成“橘皮”和“點蝕”。 

 

4)為獲得高品質的拋光效果,容易發熱的拋光方法和工具都應避免。比如:拋光輪拋光,拋光輪產生的熱量會很容易造成“橘皮”。 

 

5)當拋光過程停止時,保證工件表面潔淨和仔細去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要,隨後應在表面噴淋一層模具防銹塗層。 

 

3 影響模具拋光品質的因素 由於機械拋光主要還是靠人工完成,所以拋光技術目前還是影響拋光品質的主要原因。除此之外,還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關。優質的鋼材是獲得良好拋光品質的前提條件,如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異,往往會產生拋光困難。鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利於拋光。 

 

3.1 不同硬度對拋光工藝的影響 硬度增高使研磨的困難增大,但拋光後的粗糙度減小。由於硬度的增高,要達到較低的粗糙度所需的拋光時間相應增長。同時硬度增高,拋光過度的可能性相應減少。 零件硬度與研磨性能和拋光性能的關係如圖2所示。 圖2 零件硬度與研磨性能和拋光性能的關係圖 

 

3.2 工件表面狀況對拋光工藝的影響 鋼材在切削機械加工的破碎過程中,表層會因熱量、內應力或其他因素而損壞,切削參數不當會影響拋光效果。電火花加工後的表面比普通機械加工或熱處理後的表面更難研磨,因此電火花加工結束前應採用精規准電火花修整,否則表面會形成硬化薄層。如果電火花精修規准選擇不當,熱影響層的深度最大可達0.4mm。硬化薄層的硬度比基體硬度高,必須去除。因此最好增加一道粗磨加工,徹底清除損壞表面層,構成一片平均粗糙的金屬面,為拋光加工提供一個良好基礎。

 

 

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本館專門提供 OTEC 表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺, EMAG 硬車削/乾式切削 hard turning, Koepfer 滾齒加工製造技術, Reinecker, KARSTENS外圓研磨+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備. 其它非相關資料純粹供同好分享.

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高級黃銅合金樂器的表面研磨拋光優化處理

 產業: 高級樂器
需求: 表面研磨拋光優化處理
材料: 黃銅; 銅合金
機械加工: 鑄造, 衝壓, 焊接

處理前現象: 

處理前的狀況

處理後表面狀況: 

處理後的狀況  

 

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歡迎來到利豐行的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供精密表面處理的代理商,應對廠商高品質的表面處理需求,我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的表面處理品質,這是現有相關技術無法比擬的,表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, VTD PVD工具鍍膜, 光學鍍膜 optical coating, 金屬濺鍍 metallization,absolute chemie 精密CVD/PVD退鍍工藝和 EMAG Precision Electrochemical Machining 精密電化學加工技術 (ECM / PECM) 取代放電加工), EMAG 硬車削/乾式車削 hard turning, Koepfer 滾齒(齒輪加工製造) 技術, Reinecker, KARSTENS 內外圓研磨外圓+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備.。我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密需求高的軸承盒、射出成型的模具、高壓空氣閥、航太零配件、超高硬度的切削刀具、醫療配件及汽車用精密五金等等。我們的產品涵蓋了從桌上型到工業級的生產設備;從微細零配件到大型五金配件;從小型生產到大型量產;從半自動到全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗.

OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

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407台灣省台中市工業區36路2號
電話:+886 (04) 2355-2327
傳真:+886 (04) 2355-2457
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表面處理( Surface Treatment )

表面處理的對象非常廣泛,從傳統工業到現在的高科技工業,從以前的金屬表面到現在的塑膠,非金屬的表面.它使材料更耐腐蝕 ,更耐磨耗,更耐熱,它使材料之壽 延長,此外改善材料表面之特性,光澤美觀等提高產品之附加價值,所有這些改變材料表面之物理,機械及化學性質之加工技術統稱為表面處理 (surface treatment) 或稱為表面加工(surface finishing).

金屬表面處理(metal surface treatment)

金屬經初步加工成型後需修飾金屬表面,美化金屬表面 ,更進一步改變金屬表面的機械性質及物理化學性質等之各種操作過程,稱之為金屬表面處理.或稱之金屬 表面加工(metal surface finishing).


表面處理的目的

表面處理的目的可以分四大類:
(1) 美觀(appearance).
(2) 防護(protection)
(3) 特殊表面性質(special surface properties)
(4) 機械或工程性質(mechanical or engineering properties)

(1) 美觀(appearance)
為了提高製品之附加價值,賦予製品表面美觀,例如裝飾性電鍍
(decorative plating) Au, Ag, Rh, Ni, Cr,黃銅等電鍍 (electroplating).

(2) 防護(protection)
為了延長製品的壽命,再製品表面披覆(coating)耐腐蝕之材料,例如保護性電鍍(protective  plating) Zn,Cd,Ni,Cr,Sn 等電鍍.

(3) 特殊表面性質(special surface properties)

1. 提高製品之導電性(electrical conductiuity),例如電鍍Ag,Cu.
2. 提高焊接性(soderability)在通訊急電子工業應用,例如Sn-Pb 合金   電鍍.
3. 提高光線之反射性(light reflectivity ) 例如太空船,人造衛星的   外殼需
   反射光線,Ag及Rh的鍍層被應用上.
4. 減小接觸阻抗(contact resistance)例如在電子組件之Au及Pd電鍍.

(4) 機械或工程性質(mechanical or engineering properties )


1. 提高製品之強度(strenth),例如塑膠電鍍.
2. 提高製品之潤滑性 ( bearing properties ) 例如多孔洛電鍍
   (porous  chromium plating), 內燃機之鋁合金活塞 (piston) ,鍍   錫Sn以防止汽缸 (cylinder)壁刮傷.
3. 增加硬度(hardness)及耐磨性(wear resistance) ,例如硬洛電鍍(    hard chromium plating).
4. 提高製品之耐熱性,耐候性,抗幅射線,例如塑膠,非金屬之電鍍.
5. 滲碳(carburizing) ,氮化(nitriding) 之防止,例如鋼鐵表面硬化    (case hardening)時在不要硬化部份鍍Cu.



表面處理之重要性

表面處理工業雖然不是工業之主流,但只有透過表面處理,製品的特性及價值才能充份發揮出來.應用電鍍(plating),陽極處理(anodizing),化成處理(convesion coating),塗裝(coating)等工業技術,達到防蝕,增進可焊性,潤滑性,耐磨性,附著性及鋼材防止滲碳等的多項目的.

所以表面處理為各種加工製造工業不可或缺的過 從傳統工業到近代高科技,表面處理技術一直扮演非常重要性之角色.例如太空船,人造衛星,積體電路等之發展表面處理技術都有決定性之影響.由於表面處理對材料月異,帶動相關科技工程之進步.


表面處理技術之種類 從表面處理之特性可分類:



_____ 機械法 __ 珠擊法,切削,搪磨,撒砂,精磨,研磨,超加工.

_____ 冶金法 __ 表面硬化,(淬火,滲碳,氮化),擴散皮膜法.

_____ 化學法 __ 電解研磨,酸洗,化學研磨,酸蝕雕刻.




_____ 表面披覆__ 電鍍,無電鍍,熱浸鍍,熔射鍍,真空蒸著,陰極噴濺,

_____ 無機披覆__ 陽極處理,化成處理,著色,琺瑯處理.

_____ 有機披覆__ 塗裝,橡膠加襯,塑膠加襯.



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銅合金拋光實例


銅錶殼拋光實例

 
SF-Application
Dry polishing of copper watch housings

In tests with watch cases made of copper, the polishing media TP1000 gave us very good results.

In previous tests we always had a strong tendency to scratches and orange skin during dry polishing. This applied for standard media H1/xxx and for the common diamond granules.

In the test, the watch case has been pre-grinded with KXMA 24 (18 min.) at slow process container speed (40 rpm). After that it was dry polished for 20 min. at a higher process container speed (80 rpm).

   — in Germany. 

 

 

 

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切削刀具(Cutting Tools)乃以個別的尖點或切刃切削加工。超高壓燒結的多晶鑽石(Polycrystalline Diamond,PCD)複合片(Compact)是切削刀具的極品,在切削耐磨的材料(如A390高矽鋁合金)時,其壽命可達碳化鎢刀具的數十倍。世界最大的PCD Compact圓片(100 mmφ)已首次做成平坦的刨平器(Planer),其表面可形成極多尖點或平面的切刃。這種PCD刨平器可用以修整化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)的拋光墊(Polishing Pad),修整後的拋光墊其表面微細結構的均勻程度會遠勝於傳統鑽石修整器(Diamond Dresser)。PCD Planer 是製造半導體奈米級積體電路(Integrated Circuit 或IC)晶片的尖端利器。PCD刨平器也可用以刨削(Shave)硬脆材料(如矽晶圓及陶瓷基板),當刺入深度僅數奈米時,硬脆的物質具延展性,因此可刨削出平坦而光滑的加工面。以這種新技術加工硬脆材料的速度會比傳統的研磨後再拋光操作簡單也快速得多。
化學機械拋光要埋設積體電路時晶圓表面需沈積多至十層的導電層(如Cu、Al、W)、絕緣層(如Black Diamond)和抗磨層(如TaN)。每次沈積之後必須將表面拋光使其平滑,這個技術稱為化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)。CMP為精密的拋光製程。在拋光時晶圓乃壓在一片旋轉的拋光墊(Pad)上。拋光墊通常為Polyurethane 所製而且也常含有氣孔(例如Rhom Haas的IC1010即含1/3約30μm的氣孔)。拋光墊只是供擦拭晶圓的「抹布」。晶圓表面突出處乃以塗佈在拋光墊表面的磨漿(Slurry)拋光。磨漿內含有與IC線寬相近(如90 nm)的懸浮磨粒(如10 wt%)。磨漿的液體通常也含氧化劑(如H2O2)或腐蝕劑(如酸液)。液體會和晶圓表面反應生成鬆散的氧化物,這就是CMP的化學反應。磨粒(如SiO2、Al2O3、CeO2)以拋光墊表面纖細的絨毛支撐就可擦拭晶圓的表面,這就是CMP的機械磨除。

圖一:CMP的製程示意圖,其中「鑽石碟」決定了晶圓與拋光墊的接觸面積和接觸壓力,因此也決定了晶圓拋光的效率及平坦化的品質。
磨粒對晶圓的壓力及相對速度越大,CMP的磨除速率就越高。為了加大局部的接觸壓力,拋光墊的表面必須刻上細紋(約20μm深)以減少和晶圓的接觸面積(至約5%)。在磨除時刻紋會逐漸消失,碎屑摻雜的磨漿也會累積在拋光墊的表面使其變得既硬又滑,這種現像稱為鈍化(Glazing)。拋光墊和晶圓的接觸面積增大後就降低了磨粒在晶圓表面的接觸壓力,這樣晶圓的拋光速率就會大減。更有甚者,骯髒的拋光墊會污染晶圓的表面使其缺陷密度增加。為了維持拋光速率及保持晶圓乾淨,拋光墊必須以「鑽石碟」(Diamond Disk)間歇修整(Dressing)或活化(Conditioning)。「鑽石碟」不僅可清除磨屑,還能在逐漸平滑的拋光墊表面刻出溝紋。這樣就可提高拋光墊對晶圓的摩擦阻力,使CMP 持續進行。

「鑽石碟」的設計「鑽石碟」乃為一個上面黏附鑽石(如150μm)的金屬(如不鏽鋼)圓盤(如100mmφ)。由於超硬的鑽石容易刮壞晶圓,它絕不能在CMP時自圓盤掉落。鑽石的惰性極大甚難將之附著在金屬盤上。傳統的方法乃將鑽石以電鍍的鎳層圍繞卡住或以燒結的金屬粉末(如鈷)掩埋夾住。這兩種方法都只能機械式的握持鑽石,所以鑽石仍然容易脫落。本人在「中砂」以熔融的鎳鉻合金和鑽石反應在表面形成碳化鉻的化學鍵。熔融的液體也會因表面張力而爬昇到鑽石表面形成緩坡,因此可將鑽石廣泛支撐(Massive Support)。這種強力的附著使鑽石永不脫落,既使故意把鑽石上部撞斷,其根基仍會崁在銲料之內。

圖二:電鍍鎳卡住的鑽石(上圖)及燒結鎳夾住的鑽石(中圖)被撞擊時都容易脫落。強力支撐的硬銲鑽石則永不脫落(下圖)。

早期的「鑽石碟」乃使用磨切石材的電鍍或硬銲工具。這種傳統的鑽石工具其上的鑽石分佈雜亂無章。1997年「中砂」推出「鑽石陣®」(DiaGrid®)鑽石工具(Sung, US Patent 6,286,498、6,039,641 、6,679,243)。1999 年「中砂」售出(聯電、IBM)第一批DiaGrid®「鑽石碟」,自此它就成為CMP的標竿產品,甚至是國內外競爭者師法的對象。2004 年全球「鑽石碟」的市場約$1億而其中的60%具有「鑽石陣」的特徵。

著名的創新公司3M也生產具有「鑽石陣」特徵的「鑽石碟」。由於它和「中砂」劇烈競爭乃控告「中砂」侵權,3M挾其強大的智權律師團隊窮追猛打「中砂」超過四年之久。其間本人反控3M侵權終迫其放手。2005年3月7日3M簽下和解書同意賠償本人及不再控告「中砂」。

圖三:電鍍(圖三之上圖)及硬銲(圖三之中圖)的鑽石碟,其上的鑽石分佈雜亂無章。「中砂的」DiaGrid®「鑽石碟」上的鑽石分佈則井然有序。
一般的表面加工只注意其粗糙度,對加工時所產生溝紋的分佈並不在意,所以可以使用雜亂無序的鑽石工具。然而修整CMP的拋光墊時刻紋的深淺、分佈,甚至形狀都會影響到晶圓的拋光。因此「鑽石陣」乃成為「鑽石碟」的主要設計。

傳統鑽石工具可以容忍鑽石脫落或崩裂,但「鑽石碟」上的鑽石絕不能脫落及崩裂。「鑽石碟」上鑽石的磨耗只是在頂端而已。因此鑽石必須保持鋒利,才能在拋光墊上刻劃出較尖且較密的紋路。一但鑽石磨鈍,拋光墊的切溝變淺也會加寬,這時晶圓的拋光速率會大降,而晶圓表面的缺陷數量也會驟增;這時「鑽石碟」的壽命已盡,必須立刻更換。

圖四:拋光墊的溝紋可以水波的特性描述,深度為振幅(浪高)而距離為波長(浪距)。溝紋越細密,拋光的速率越低但拋光墊支撐的時間越長,越規則的溝紋其拋光的速度也越穩定。
「鑽石陣」是「鑽石碟」設計的里程碑。「中砂的」DiaGrid®「鑽石碟」現為市場的領先者。為了拉大差距,本人安排世界最大的CMP 機台公司Applied Material 及世界最大的拋光墊公司Rhom Haas共同推薦DiaGrid®「鑽石碟」給所有的半導體客戶。
未來的CMP晶片的線寬仍大時可用較粗糙的拋光墊。但線寬依Moore定律的走勢進入奈米級(如2006開始的65 nm),拋光時的壓力要大幅降低(如至0.1 PSI),這時拋光墊上的刻紋不僅要細緻,也必須均勻。

圖五:「鑽石碟」上的鑽石尖點磨鈍後,拋光墊的摩擦力減小而表面累積的切屑逐漸增加,隨著銳利鑽石數量的減少,晶圓的磨除率就會降低而表面的缺陷數量則持續增加。
由於積體電路的線寬日趨微小,例如2005年開始執行90 nm的製程,晶圓表面平坦化及平滑度的要求就越來越高。鑽石除了分佈規則外,其頂點的等高度(Leveling)也要不斷改進。除此之外,為了因應晶片價格降低的長期走勢,「鑽石碟」的成本也需不斷壓低。為了因應這個趨勢,本人乃發明三種次世代的「鑽石碟」,包括由PCD Planer 改製的「先進鑽石碟」(Advanced Diamond Disk,ADD)、「電鍍鑽石碟」(Electroplated Diamond Disk,EDD)及「有機鑽石碟」(Organic Diamond Disk)。ADD乃將多晶鑽石燒結體以放電加工的方法刻劃出同樣形狀的尖錐。尖錐的頂點可在同一高度,其形狀也可設計。因此可在拋光墊上刻劃出細微而均勻的刻紋,這是現今鑽石碟無法做到的。未來的CMP 必須以極低的壓力進行才能避免磨穿奈米級的柔軟銅線及脆弱的低介電常數(Low K)電阻層,例如美國的Applied Material(世界最大的CMP機台公司)所發展的Electrolytic CMP(ECMP)就是以電解銅的方式降低拋光的接觸壓力。這種未來的CMP技術必須使用極細微刻紋的導電拋光墊,ADD 因可使鑽石尖角更利,似乎是唯一可用的拋光墊修整器。

圖六:拋光墊表面刻紋隨Moore定律走勢必須越來越微小,深淺也必須越來越均一。

EDD乃以反轉的電鍍製程使「鑽石碟」上的鑽石頂點都在同一平面上。EDD 所刻劃的紋路雖然不如ADD者細膩使其深度相當一致,目前所有「鑽石碟」上的鑽石高低不一,因此只能刻劃出深淺不規則的刻紋,EDD因此可取代現在產品成為下一代的「鑽石碟」。

ODD乃將化學鍍鎳的鑽石崁在堅硬的聚合物裏(如Polyimide、Bakelite或Arcrylic)。雖然鑽石乃以鎳層握持,但因鑽石只用尖端在軟質的拋光墊上刻畫出淺溝(如10μm),因此不會自鎳層脫落。為了增加介面的接觸面積鎳層的外部呈刺蝟狀,所以可以牢牢的卡在塑膠裏。由於ODD乃以灌膠的方式在常溫下或低溫下製造,所以不僅鑽石頂點可控制在同一高度其製造成本也最低廉。除此之外,基材也不會因高溫(如硬銲)變形破壞了鑽石的等高度。鑽石沒有受到高溫破壞,它也不會在CMP時崩裂刮傷晶圓。ODD含有聚合物所以不怕酸,它也是CMP次世代的「鑽石碟」。

圖七:ODD「鑽石碟」的設計圖。這種「鑽石碟」的基材(如Epoxy)可以是完全透明的塑膠,鑽石掉落時以肉眼即可看出,因此它可成為無缺陷的產品。

ADD已在美國的Center of Tribology測試顯示其利度及壽命都遠超過現在最好的DiaGrid®「鑽石碟」。不僅如此,「拋光墊」被修整時的消耗也遠低於傳統的「鑽石碟」。因此使用ADD可顯著提昇拋光晶圓的品質,也能大幅降低CMP的成本。

圖八:ADD、EDD及ODD為次世代的CMP產品,可在拋光墊上刻劃出極細的均勻刻紋,是未來CMP製程不可或缺的利器。
以CMP製造下世代的晶片必須避免局部因拋光過度而凹陷(Dishing)。現有的「鑽石碟」在拋光墊上所刻的紋路參差不齊,因此極易造成金屬線路太薄。ADD所產生的刻痕均勻,尤其不會有特別突出的隆起處,所以拋光的晶圓表面不僅沒有凹陷,也會特別平整及光滑。

為因應Moore定律未來的走勢,全世界最大CMP機台的製造公司「應用材料」(Applied Materials)已全力發展出電解CMP(Electrolytic CMP,ECMP)。ECMP乃將金屬(如銅)在陽極氧化,再以拋光墊輕柔擦拭把鬆散的氧化物掃除,因此拋光墊決不容許有任何「殺手纖毛」。ADD是唯一可以在拋光墊上刻出細緻紋路的修整器,因此它會成為製造未來精密晶片必備的利器。

圖九:ADD上的鑽石錐不僅形狀相同,而且尖刃在同一高度。除此之外,它的基材為燒結的多晶鑽石,所以可以耐強酸及強鹼,甚至在通過電流時也不虞氧化或侵蝕,ADD是終極的CMP「鑽石碟」。ADD修整的「拋光墊」比較平整,而且沒有異軍突起的「殺手絨毛」(killer Asperities),因此它拋光的晶圓較平滑也不會有常見的局部凹陷(Dishing)。


圖十:現有「鑽石碟」上的鑽石乃立於同一平面(上圖),因此在拋光墊表面刻劃的切溝深淺不一,這是造成晶圓拋光不均與產品刮裂痕的主要原因。ADD的尖錐切刃高度一致,而且可以設計出特殊結構,因此可刻劃出均勻細緻的紋路,這是拋光奈米級晶片最好的CMP拋光墊。


圖十一:DiaGrid®「鑽石碟」修整「拋光墊」的絨毛(Asperities)高低差較大,而ADD者較均勻(蔡明義提供)。前者拋光晶圓易造成缺陷,後者則可生產高品質的IC。


圖十二:ADD在修整「拋光墊」時可迅速(15秒)恢復「拋光墊」的摩擦係數,比傳統「鑽石碟」所需時間(33秒)快了一倍以上。


圖十三:ADD 修整「拋光墊」的壽命比DiaGrid®「鑽石碟」長多倍。圖示在加速磨耗的實驗中DiaGrid®「鑽石碟」在70秒前就已磨鈍,但ADD卻可持續修整到超過300秒。

圖十四:現用「拋光墊」上的刻痕落差太大,CMP時異軍突起的「殺手纖毛」(Killer Asperities)會刮傷晶片(上圖)。「殺手纖毛」不僅較高,而且因曾過度擠壓而變硬,它們會刮傷晶圓。ADD修整的拋光墊紋路高低有致(下圖),可以拋光出平整光滑的晶片。

圖十五;Applied Materials所發展的ECMP技術可能成為製造未來晶片的主流,ADD可望成為ECMP修整拋光墊不可或缺的利器(圖為Semiconductor Manufacturing, March 2006, Vol 7, Issue 3雜誌的封面)。

硬脆材料的延性切削

任何材料在極高壓的狀態下都會逐漸金屬化,既使如氫的氣體在數百萬個大氣壓下也會變成導電的金屬。遠在金屬化之前,材料的脆性會消失而變得可塑,因此極脆的陶瓷在高壓下也會流動變形。地殼表面的岩石相當硬脆,因此應力累積到某種程度就會破裂,甚至產生地震,但地殼深度的岩石可以流動,應力就不能累積,所以地震只在地表的淺處(<30 Km)發生。

圖十六:硬的刀具可以刺入軟的材料,當刺入的刀尖硬如鑽石時,脆性的陶瓷也會塑性變形,有如金屬。
刀具接觸工件時其切削點的最大應力取決定刀具本身的硬度。硬度其實就是刀具原子間所能承受的壓力。如果刀刃的刺入不深,刀頭前的工件原子所受的壓力就可接近刀具的硬度,在這種高壓下既使是脆性的材料,例如陶瓷、玻璃、矽晶、石英、剛玉…等,也可以延性切削。如果刀具夠利,不僅可「削矽如泥」,而且由於刺入很淺,其切削面有如鏡面而粗糙度甚至比拋光更平滑。「以切代拋」不僅速度可快多倍,加工面的品質更可超越,因此是鏡面加工的最高境界。

圖十七:以PCD刨平器淺削矽晶圓的示意圖,圖中的數字為PCD刨平器刀刃刺入矽晶的深度。

圖十八:當PCD刀刃被磨鈍後,延性切削就變成脆性破壞。

 



圖十九:三刃型(上圖)及四刃型(下圖)PCD刨平器。

圖二十:PCD刨平器刀頭表面暴露的微晶鑽石。

要延性切削硬脆材料,必須使用最硬及最尖的刀具,鑽石是最好的尖硬刀具,也是唯一可以延性切削陶瓷等硬脆材料的刀具。

由於硬脆材料本身為磨料,既使硬如鑽石的切削刀具在加工時也會很快被磨鈍,因此以尖利的鑽石延性切削的過程十分短促,當刀刃磨鈍後它和工件的接觸面積會急速增加以致使壓力頓形散失。這時工件的脆性已經恢復,切面就會崩裂。大面積摩擦產生的熱來不及排除,切面也會留下受熱產生的變質層。
PCD刨平器
為了延長延性切削的時間,切刃的數目及長度必須大幅增加,PCD刨平器具有極多的切刃,可長時延性切削包括矽晶等硬脆材料。

為了減低PCD刨平器與工件表面之間的摩擦阻力,PCD刀刃之間的平面也可以雷射轟擊使其粗糙化。由於PCD乃燒結的微粉鑽石,當切刃延性切削工件時,平台上暴露的鑽石微晶也可同時研磨刨削過的平面,使其更加細緻。 SST-AP/Taiwan
參考文獻
James C. Sung, 2006, PCD Planer for Dressing CMP Pads, 2006 CMP-MIC, CA, U.S.A.
 
reference: http://ssttpro.acesuppliers.com/semiconductor/Magazine_Details_Index_Id_1325.html 
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研磨與拋光介紹

 
研磨拋光(Polishing or Lapping)是使工件產生平滑鏡面的超精密研磨技術,其目的在於使表面粗糙度及平坦度到達一定的可容許範圍,常被廣泛的使用在硬脆金屬、陶瓷、玻璃及 晶圓等材料表面的精密加工。
研磨-研磨與拋光介紹

研磨

研磨工作方式:

研磨加工通常使用1μm到幾十μm磨粒和鑄鐵等硬質材料的研具。
  • 磨粒在工件與研具之間進行轉動
  • 由研具面支撐磨粒研磨加工面
  • 由工件支撐磨粒研磨加工面

研磨特性:

  • 硬脆材料的研磨
    • 微小破碎痕跡構成的無光澤面。
    • 磨粒不是作用於鏡面而是作用在有凸凹和裂紋等處的表面上,並產生磨屑。
  • 金屬材料的研磨
    • 表面沒有裂紋。
    • 對於鋁材等軟質材料,研磨時有很多磨粒被壓入材料內;對刀具和塊規等淬火工具鋼等可確保有塊規那樣的光澤表面。

拋光-研磨與拋光介紹

拋光

拋光工作方式:

  • 使用<1μm的微細磨粒。
  • 軟質材料拋光墊:瀝青、石蠟、合成樹脂和人造革等。
  • 微小的磨粒被拋光器彈性地夾持研磨工件。因而,磨粒對工件的作用力很小,即使拋光脆性材料也不會發生裂紋。


研磨特性:

  • 由磨粒進行的機械拋光可塑性地生成切屑。但是它僅利用極少磨粒強制壓入產生作用。
  • 借助磨粒和拋光器與工件流動摩擦使工件表面的凸因變平。
  • 在加工液中進行化學性溶析。
  • 工件和磨粒之間有直接的化學反應而有助於上述現象。
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