專利名稱：釬焊鉆石線鋸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釬焊鉆石線鋸的制作方法。主要用于硅、水晶以及各 種硬脆材料的切割加工。屬切割工具技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
硅、水晶以及各種硬脆材料的切割加工，為提高加工效率主要采用多 線切割方式?，F(xiàn)行的線切割為邊切割邊向琴絲供應(yīng)粘度漿液的游離磨粒方 式。但是，該工藝存在的問題是作業(yè)環(huán)境惡劣、切口損失大；因使用游 離磨粒鋼絲移動(dòng)速度難于提高，切割效率的改善受到限制，所以一直渴望 著固定磨粒線切工具能以應(yīng)用。鑒于這種情況，電鍍鉆石線切工具和樹脂 結(jié)合劑鉆石線切工具之類的固定磨粒線切工具已相繼開發(fā)出來，但它們的 應(yīng)用都只限于部分場(chǎng)合。
1、電鍍鉆石線鋸生產(chǎn)時(shí)間太長(zhǎng)。長(zhǎng)度要求10km以上硅錠多線切割工 具生產(chǎn)時(shí)間竟達(dá)l周以上，成本非常之高，因此，這種工具只能作為單切 短(數(shù)m長(zhǎng))線切工具來使用；同時(shí)從電鍍的原理得知，鍍層金屬與基體 和鉆石的界面上由于并不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合，鉆石只是機(jī)械包埋作 用鑲嵌在鍍層中。除了非正常剝落脫落外，只要鍍層厚度被磨損到接近磨 料出露高度的40~50%，磨料就會(huì)自然脫落。導(dǎo)致有效使用壽命較短。2、樹脂結(jié)合劑線切工具，生產(chǎn)成本只有電鍍線的幾十分之一，且容易 加大工具長(zhǎng)度。但是，樹脂結(jié)合劑線切工具的耐磨性和耐熱性均比電鍍線 切工具差，在水晶之類的硬質(zhì)材料或加工點(diǎn)溫度高的大口徑硅錠的多道切 割中極難應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能改善磨料、結(jié)合劑(釬 焊合金材料)和基體三者間的結(jié)合強(qiáng)度、線鋸壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)速度快的釬焊 鉆石線鋸的制作方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種釬焊鉆石線鋸的制作方法，其特征 在于所述方法包括以下工藝步驟
步驟一、將鋼線經(jīng)過去脂、酸洗和用丙酮活化后，進(jìn)入一個(gè)存放糊狀 焊料的容器，該糊狀焊料中去離子水與焊料的質(zhì)量比為1: 0.8~1.2，容器 中有一個(gè)磁力攪拌裝置不斷攪拌，所述焊料中各組份的質(zhì)量百分比為
鋁 20~25%
錫 15~20%
鋅 15~20%
銀 10~15%
鉻 3~8%
余量為鋯
各組份的質(zhì)量百分比總和為100%;
步驟二、粘附著焊料的鋼線進(jìn)入第一個(gè)拉絲模，鋼線通過傳動(dòng)輪定位于拉絲模的中心，使經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻覆蓋著一層厚度為0.015mm 土0.001mm的焊料；
步驟三、粘附著焊料的鋼線進(jìn)入一個(gè)密封的粉塵盒，粉塵盒里裝著 20 30um直徑的鉆石粉，并有一個(gè)鼓風(fēng)裝置將鉆石微粉吹動(dòng)，使里面的空 間均勻彌布0.1 0.3g/cm3的鉆石粉，布著焊料的鋼線經(jīng)過粉塵盒后上面均 勻粘附著一層鉆石粉；
步驟四、粘附著鉆石粉的鋼線進(jìn)入第二個(gè)拉絲模，鋼線通過傳動(dòng)輪定 位于拉絲模的中心，經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻嚴(yán)實(shí)地覆蓋著一層鉆石粉；
步驟五、粘附著鉆石粉的鋼線以10~30米/分鐘的速度進(jìn)入高頻感應(yīng)焊 的線圈的中央，高頻線圈的感應(yīng)溫度控制在700±10°C，焊料瞬間熔化， 并將金剛石與鋼線牢固冶金結(jié)合；
步驟六、收線輪將焊接完成的鉆石線均勻纏繞。
目前在高溫釬焊領(lǐng)域，常用的方法有電阻爐加熱真空高溫釬焊、高頻 感應(yīng)加熱釬焊、激光釬焊等?？紤]到鉆石線鋸的連續(xù)生產(chǎn)的特性，本發(fā)明 來用高頻感應(yīng)加熱釬焊，它可以瞬間達(dá)到要求的釬焊溫度點(diǎn)，瞬間加熱釬 焊，使釬焊線鋸的生產(chǎn)速度可以達(dá)到10~30米/分鐘，極大的提高生產(chǎn)效率， 降低生產(chǎn)成本。
高溫釬焊的溫度一般都在85(TC 108(TC之間，而切割硅材料所用鋼絲 的線徑只有0.2mm 0.6mm，需要3000N/m 012的抗拉強(qiáng)度，在80(TC時(shí)材質(zhì) 和硬度等性能就會(huì)發(fā)生變化。因此，保持線鋸在釬焊后的抗拉強(qiáng)度尤為重 要。本發(fā)明提出了一種低溫焊料，釬焊溫度為680 75(TC，它既能使鉆石牢固地附著于鋼線基體上，又不影響鋼線與鉆石粉原有的各種物理性能。
本發(fā)明通過釬焊提供的界面上的化學(xué)冶金結(jié)合從根本上改善磨料、結(jié) 合劑(釬焊合金材料)、基體三者間的結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明的有益效果是
(1) 結(jié)合強(qiáng)度高，釬料合金與金剛石磨料釬焊界面形成的高強(qiáng)度化學(xué)
冶金結(jié)合可以確保釬料結(jié)合層厚度只需維持在磨料高度的40~50%的水平
就足以在重負(fù)荷的高效切割中牢固地把持住磨粒，這是電鍍與熱固化線鋸 難以與之相比的。
(2) 磨料出露高，通常可達(dá)磨料高度的50~60%，線鋸因此變得更加 鋒利，切割效率高，切削力、比能、切削熱、溫度均有明顯下降。
(3) 線鋸表面容屑空間亦因磨料出露高和磨料的擇優(yōu)排布而變得更加 充裕，不容易發(fā)生切屑堵塞而導(dǎo)致線鋸失效。這在切割硅時(shí)顯得更為重要， 因?yàn)楣枨行既菀锥氯ぞ?，足夠大的容屑空間，可以防止硅屑堵塞線鋸。
(4) 磨料本身有效利用率高，線鋸壽命長(zhǎng)。這是因?yàn)樵阝F焊線鋸上磨 料除了絕少脫落以外，它們一般均可被充分利用，線鋸壽命也因此大增。
(5) 設(shè)計(jì)了一條可連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線，使生產(chǎn)效率大幅提高。生 產(chǎn)速度快，產(chǎn)量可達(dá)10~30米/分鐘，鉆石線生產(chǎn)長(zhǎng)度可達(dá)1~100千米，完 全能夠適合于大批供應(yīng)和使用。
具體實(shí)施方式
本方法試驗(yàn)了鋼線基體線徑為0.25111111，金剛石為20 30iim，成品線 徑為0.3土0.01mm的釬焊鉆石線，運(yùn)轉(zhuǎn)速度為10米/分鐘。
1、將鋼線經(jīng)過去脂、酸洗，用丙酮活化，進(jìn)入一個(gè)存放焊料的盒子，此盒子中存放著糊狀焊料(去離子水與焊料質(zhì)量各占50%)，盒子中有一個(gè) 磁力攪拌裝置不斷攪拌，使糊狀焊料均勻混合。焊料中各組份的質(zhì)量百分 比為-
鋁 20~25%
錫 15~20%
鋅 15 20%
銀 10~15%
鉻 3~8%
余量為稀土金屬鋯
各組份的質(zhì)量百分比總和為100%。
2、 粘附著焊料的鋼線進(jìn)入一個(gè)直徑為0.28mm的拉絲模，鋼線通過傳 動(dòng)輪定位于拉絲模的中心，使經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻覆蓋著一層厚度為 0.015mm的焊料。
3、 粘附著焊料的鋼線進(jìn)入一個(gè)密封的粉塵盒，里面裝著20-30 u m直 徑的鉆石粉，并有一個(gè)小型鼓風(fēng)裝置將鉆石微粉吹動(dòng)，使里面的空間均勻 彌布0.1-0.3 g/cr^的鉆石粉，布著焊料的鋼線經(jīng)過粉塵盒后上面均勻粘附 著一層鉆石粉。
4、 粘附著鉆石粉的鋼線進(jìn)入一個(gè)直徑為0.30mm的拉絲模，鋼線通過 傳動(dòng)輪定位于拉絲模的中心，經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻嚴(yán)實(shí)地覆蓋著一層 鉆石粉。
5、 粘附著鉆石粉的鋼線以10米/分鐘的速度進(jìn)入高頻感應(yīng)焊的線圈的中央，高頻線圈的感應(yīng)溫度控制在700土1(TC，焊料瞬間熔化，并將金剛 石與鋼線牢固冶金結(jié)合。
6、收線輪將焊接完成的鉆石線均勻纏繞。
權(quán)利要求
1、一種釬焊鉆石線鋸的制作方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟步驟一、將鋼線經(jīng)過去脂、酸洗和用丙酮活化后，進(jìn)入一個(gè)存放糊狀焊料的容器，該糊狀焊料中去離子水與焊料的質(zhì)量比為1∶0.8～1.2，容器中有一個(gè)磁力攪拌裝置不斷攪拌，所述焊料中各組份的質(zhì)量百分比為鋁20～25％錫15～20％鋅15～20％銀10～15％鉻3～8％余量為鋯各組份的質(zhì)量百分比總和為100％；步驟二、粘附著焊料的鋼線進(jìn)入第一個(gè)拉絲模，鋼線通過傳動(dòng)輪定位于拉絲模的中心，使經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻覆蓋著一層厚度為0.015mm±0.001mm的焊料；步驟三、粘附著焊料的鋼線進(jìn)入一個(gè)密封的粉塵盒，粉塵盒里裝著20～30μm直徑的鉆石粉，并有一個(gè)鼓風(fēng)裝置將鉆石微粉吹動(dòng)，使里面的空間均勻彌布0.1～0.3g/cm3的鉆石粉，布著焊料的鋼線經(jīng)過粉塵盒后上面均勻粘附著一層鉆石粉；步驟四、粘附著鉆石粉的鋼線進(jìn)入第二個(gè)拉絲模，鋼線通過傳動(dòng)輪定位于拉絲模的中心，經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻嚴(yán)實(shí)地覆蓋著一層鉆石粉；步驟五、粘附著鉆石粉的鋼線以10～30米/分鐘的速度進(jìn)入高頻感應(yīng)焊的線圈的中央，高頻線圈的感應(yīng)溫度控制在700±10℃，焊料瞬間熔化，并將金剛石與鋼線牢固冶金結(jié)合；步驟六、收線輪將焊接完成的鉆石線均勻纏繞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釬焊鉆石線鋸的制作方法，包括以下工藝步驟一、將鋼線進(jìn)入一個(gè)存放糊狀焊料的容器；二、粘附著焊料的鋼線進(jìn)入第一個(gè)拉絲模，使經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻覆蓋著一層焊料；三、粘附著焊料的鋼線進(jìn)入一個(gè)密封的粉塵盒，粉塵盒里裝著20～30μm直徑的鉆石粉，并有一個(gè)鼓風(fēng)裝置將鉆石微粉吹動(dòng)，布著焊料的鋼線經(jīng)過粉塵盒后上面均勻粘附著一層鉆石粉；粘附著鉆石粉的鋼線進(jìn)入第二個(gè)拉絲模，經(jīng)過拉絲模的鋼線上均勻嚴(yán)實(shí)地覆蓋著一層鉆石粉；五、粘附著鉆石粉的鋼線以進(jìn)入高頻感應(yīng)焊的線圈的中央，焊料瞬間熔化，并將金剛石與鋼線牢固冶金結(jié)合；六、收線輪將焊接完成的鉆石線均勻纏繞。本發(fā)明方法生產(chǎn)速度快，制作的釬焊鉆石線鋸使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B28D5/04GK101596749SQ20091003188
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者莊政偉 申請(qǐng)人:江蘇中博鉆石科技有限公司