Способ резки кристаллов

 

САН ИЕ

1РЦ 574339 союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.76 (21) 2334242/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.77. Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 30.01.78 (51) М. Кл.- В 28D 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 679.8.053.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Иванов, И. А. Логинов, A. Ю. Малинин, В. С, Папков, М. В. Суровиков и В. Д. Чумак (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕЗКИ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к резанию крупных неметаллических материалов и может быть использовано для резки кристаллов, например корунда.

Известен способ резки кристаллов посредством воздействия на него движущейся нити из графита (1).

Однако кристалл корунда, являясь диэлектриком, обладает высоким удельным сопротивлением и не поддается резке указанным способом.

Известен также способ резки кристаллов посредством воздействия на них движущейся нити из графита с одновременным нагревом кристалла (2).

Недостаток известного способа заключается в том, что скорость резания невелика из-за высокой твердости кристаллов корунда, что снижает производительность резки. Кроме того, при увеличении сил резания растет процент расколов кристаллов корунда, это объясняется высоким уровнем внутренних напря?кений.

Цель изобретения — повышение производительности резки кристаллов корунда и уменьшение потерь разрезаемого материала.

Достигается это тем, что кристалл корунда нагревают до температуры 1300 — 2000 С в вакууме 10 — — 10 — мм рт. ст.

Предлагаемый способ основан на высокой химической активности окисла алюминия к углероду при температурах выше 1300 С. Реакция их взаимодействия может протекать по следующей формуле:

6A1,0,+25С - 4AI,С,+9СО,.

Скорость реакции зависит от давления и температуры окружающей среды и возрастает с увеличением степени разреженности и темпе10 р атуры.

По предлагаемому способу кристалл закрепляют на подвижном штоке в камере вакуумной печи, откачивают камеру до 10 — —

10 — мм рт. ст., нагревают кристалл до

15 1300 — 2000 С и разрезают с помощью графитовой нити или вольфрамовой проволоки, покрытой углеродом. Нп?кние пределы вакуума и температуры обусловлены условиями начала химического взаимодействия углерода с

20 кристаллом. Берхнпй предел вакуума ограничен из сообра?кений простоты конструкции печи, а верхний предел температуры — точкой плавления сапфира (2035 С), На чертеже показано устройство, реализую25 щее предлагаемый спосоо, Кристалл 1 закрепляют на подвижном штоке 2 в вакуумпруемой камере 3 с системой э<ранов 4. С помощью вакуумно-откачной системы 5 камеру откачивают до 10- —

30 10 — мм рт. ст. и нагревателем 6 нагревают

574339 кристалл до 1300 — 2000 С. Передвигая шток с кристаллом вверх, а штоки 7 — вниз, соприкасают кристалл с графитовой нитью 8 (вольфрамовой проволокой, покрытой графитом).

При вращении катушек 9, приходит в движение нить (проволока), которая скользит по направляющим опорным молнбденовым роликам 10. Двигая с определенной скоростью шток 2 и штоки 7 навстречу один другому, производят резание кристалла.

Выполнение предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Берут кристалл следующих параметров: длина 50 мм, диаметр 60 мм, толщина отрезаемой пластины 0,5 мм.

Резание осуществляют в вакууме 5

10 — мм рт. ст. при температуре 1700 С; диаметр графитовой нити 0,05 мм.

В таких условиях пластина отрезается от кристалла в течение 5 мин с суммарной скоростью поступательного движения штоков 2 и

7 навстречу один другому, равной 12 мм/мин.

Пример 2. Берут кристалл таких же параметров, что и в примере 1.

Резание производят в вакууме 10 — м рт. ст, при температуре 2000 С; диаметр вольфрамовой проволоки, покрытой углеродом, 0,1 мм.

В указанных условиях скорость резки составляет около 15 мм/мин.

Пример 3. Берут кристалл тех же параметров, что и в примере 1.

Резание выполняют в вакууме 10- мм рт. ст. при температуре 1300 С; диаметр графитовой нити 0,05 мм.

В таких условиях скорость резки составляет около 10 мм/мин.

Пример 4. Берут кристалл таких же параметров, что и в примере 1.

Резание осуществляют в вакууме 10 — мм рт. ст. при температуре 2000 С; диаметр вольфрамовой проволоки, покрытой углеродом, 0,1 мм.

В указанных условиях скорость резки увеличивается до 30 мм/мин.

5 Использование предлагаемого способа резки кристаллов корунда обеспечивает увеличение скорости резки в 2 — 10 раз в зависимости от размеров кристалла, уменьшение ширины реза до 0,05 — 0,1 мм, т. е. уменьшение отхо10 дов и исключает необходимость шлифования разрезанных кристаллов перед их полировкой, так как шероховатость обработанной поверхности не ниже 11 класса.

Установка, реализующая предлагаемый спо15 соб, позволяет вести обработку кристаллов корунда при незначительных усилиях резания н допускает возможность обработки множеством параллельных нитей, причем расстояние между соседними нитями должно равняться

20 заданной толщине вырезаемой пластины, количество нитей соответствует размерам кристалла.

Формула изобретения

Способ резки кристаллов посредством воздействия на них движущейся нити из графита с одновременным нагревом кристалла, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

30 производительности резки кристаллов корунда и уменьшения потерь разрезаемого материала, кристалл корунда нагревают до температуры 1300 — 2000 С в вакууме 10 — з—

10 — чм рт. ст.

35 Исто чники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Веселовский С. И. Разрезка материалов.

М., «Машиностроение)., 1973, с. 244.

2. Авторское свидетельство СССР %293672, 40 кл. В 24b 9/16, 1968.

574339 г"

Корректор Л. Орлова

Редактор Т. Кузьмина

Изд. ¹ 106 Тираж 738

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 273/7

Типография, пр. Сапунова, 2

t ! Ll

Составитель В. Холопов

Техред М. Семенов (1

/ !

1 (!