¿Por qué los discos de molienda de carburo de silicio pueden convertirse en los consumibles centrales para el mecanizado de precisión de materiales duros y frágiles?- Trojan (Suzhou) material technology Co., Ltd.

En campos de fabricación de alta gama, como semiconductores, fotovoltaicos y cerámica de precisión, los discos de molienda de carburo de silicio se han convertido en consumibles indispensables en el mecanizado de precisión de materiales duros y frágiles debido a sus propiedades físicas y químicas únicas. Sus ventajas centrales provienen de la alta dureza, la alta conductividad térmica y la resistencia al desgaste de los materiales de carburo de silicio, lo que hace que muestre ventajas significativas en el procesamiento de materiales superharde como sustratos de carburo de silicio, vidrio óptico y cerámica.

Como representante de la tercera generación de materiales semiconductores, el carburo de silicio (SIC) tiene una estructura cristalina que le da al material la dureza extremadamente alta (dureza de Mohs 9.2-9.5) y resistencia al desgaste. En entornos de alta temperatura, las propiedades antioxidaciones del carburo de silicio son particularmente sobresalientes: cuando la temperatura aumenta a 1300 ° C, se forma una densa capa protectora de dióxido de silicio en la superficie, lo que le permite mantener la estabilidad durante el procesamiento de alta temperatura.

El proceso de fabricación de los discos de molienda de carburo de silicio debe tener en cuenta tanto las propiedades del material como los requisitos de procesamiento. Sus procesos centrales incluyen:
Relación de materia prima: microperímero de carburo de silicio de alta pureza (rango de tamaño de partícula 0.5-30 μm) como material principal, con resina, aglutinante de cerámica o metal, suplementado por plastificante, lubricante y otros aditivos.
Proceso de moldeo: a través de la prensado en caliente o la tecnología de moldeo por inyección, garantice la estructura compacta del disco de molienda y la distribución uniforme de partículas.
Sinterización y curado: sinterización a una temperatura alta de 1800-2200 ℃, de modo que las partículas de carburo de aglutinante y silicio forman un enlace firme, al tiempo que controlan el crecimiento del grano para evitar una mayor fragilidad.
Este sistema de proceso asegura que el disco de molienda tenga suficiente resistencia para resistir el impacto del procesamiento mientras mantiene la alta dureza.

La ventaja central del disco de molienda de carburo de silicio en procesamiento de material duro y frágil
Los discos de molienda de carburo de silicio muestran ventajas significativas en el procesamiento de sustratos de carburo de silicio. Los abrasivos tradicionales de óxido de aluminio son propensos a la pasivación de partículas abrasivas debido a la dureza insuficiente durante el procesamiento, mientras que los discos de molienda de carburo de silicio pueden lograr tasas de eliminación de materiales más eficientes debido a su mayor dureza. Por ejemplo, en el proceso de adelgazamiento de las obleas de carburo de silicio de 8 pulgadas, el método de procesamiento monolítico de las ruedas de rectificado de adelgazamiento de carburo de silicio puede lograr una precisión de la superficie submicrónica, que es significativamente mejor que los procesos de molienda tradicionales.

La alta conductividad térmica del carburo de silicio (300-490 con (m · k)) le da una ventaja de disipación de calor natural en el procesamiento de alta velocidad. En el escenario de corte de obleas de silicio fotovoltaica, las sierras de alambre de diamantes combinadas con abrasivos de carburo de silicio pueden reducir efectivamente las temperaturas de corte y evitar la propagación de grietas causadas por el daño térmico. Esta característica es particularmente importante al procesar materiales con mala conductividad térmica, como cerámica de alúmina y nitruro de silicio.

La resistencia al desgaste de los discos de molienda de carburo de silicio extiende su vida útil en 3-5 veces la de los abrasivos tradicionales. En el procesamiento de los anillos de cojinete de cerámica, una sola rueda de molienda de carburo de silicio puede procesar continuamente más de 2,000 piezas de trabajo, mientras que una rueda de molienda de alúmina generalmente solo puede mantener un volumen de procesamiento de 500-800 piezas de trabajo. Aunque el costo inicial de los discos de molienda de carburo de silicio es alto, su costo de uso integral puede reducirse en más del 40%.

En la producción de dispositivos de alimentación de carburo de silicio, el procesamiento del sustrato es un enlace clave para determinar el rendimiento del dispositivo. Los discos de molienda de carburo de silicio logran un procesamiento de alta precisión a través de las siguientes rutas técnicas:
Proceso de molienda de doble cara: usando discos de molienda de carburo de silicio con las almohadillas de pulido de poliuretano pueden lograr uniformidad del espesor del sustrato de la precisión del procesamiento de <1 μm.
PUDIDO MECÁNICO QUÍMICO (CMP): el líquido de pulido basado en los abrasivos de carburo de silicio puede eliminar efectivamente la capa de daño de la superficie de la oblea y reducir la rugosidad de la superficie a menos de 0.2 nm.

En el procesamiento de ultra precisión de vidrio óptico, zafiro y otros materiales, los discos de molienda de carburo de silicio logran lo siguiente a través del control de tamaño de partícula de micro-nano escala:
Procesamiento de espejo con rugosidad de la superficie RA <0.5 nm
Moldado de microestructura con profundidad de la capa de daño subterráneo <5 nm
Este rendimiento es insustituible en la fabricación de componentes ópticos de alto valor agregado, como cristales láser y ventanas infrarrojas.

En respuesta a las necesidades de procesamiento de la cerámica de ingeniería, como el nitruro de silicio y el óxido de circonio, los discos de molienda de carburo de silicio logran lo siguiente al optimizar la morfología y la calificación del grano abrasivo:
La eficiencia del procesamiento aumentó en más del 60%
No quedan microcracks en la superficie procesada
Este avance ha promovido la actualización de rendimiento de productos como rodamientos de cerámica y herramientas de corte de cerámica.