專(zhuān)利名稱(chēng)：一種異形切割鋼絲的制備工藝的制作方法
一種異形切割鋼絲的制備工藝本發(fā)明涉及光伏或半導(dǎo)體領(lǐng)域中的切割鋼絲制備工藝，具體地說(shuō)是一種異形切割鋼絲的制備工藝。硅晶體多線(xiàn)切割技術(shù)與其他切割技術(shù)相比，具有效率高、產(chǎn)能高、精度高等優(yōu)點(diǎn)。 目前國(guó)內(nèi)的硅晶體多線(xiàn)切割都是采用游離磨料多線(xiàn)切割，即切割鋼絲攜帶砂漿高速運(yùn)動(dòng)， 砂漿中的游離磨料在切割鋼絲的壓力和速度的帶動(dòng)下，對(duì)硅材料進(jìn)行研磨型加工，從而實(shí)現(xiàn)硅晶體切割。該過(guò)程中切割鋼絲本身不參與切割，由于砂漿中的游離磨料與硅材料的實(shí)際接觸面積較小，因此對(duì)加工材料的去除率較低，加工時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。如果要加工更硬或者更難加工的材料，這種游離磨料多線(xiàn)切割線(xiàn)就很難勝任了。而將磨料固著在切割鋼絲表面的多線(xiàn)切割線(xiàn)可以解決上述問(wèn)題，但目前受磨料在鋼絲表面固著方法的限制，磨料與鋼絲結(jié)合強(qiáng)度不高，鋼絲的壽命也受到限制。因此研究新型的磨料固著方法，并產(chǎn)業(yè)化，能夠提高切割效率，延長(zhǎng)鋼絲壽命，并在硅晶體切割中減小切縫寬度，顯得尤為重要。本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種異形切割鋼絲的制備工藝，其制備出的異形切割鋼絲，大大提高切割效率，有效降低成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種異形切割鋼絲的制備工藝，其制備工藝步驟包括(1)、大拉將# 5. 5-6. 5mm鋼絲盤(pán)條表面進(jìn)行機(jī)械除鱗、清洗、涂硼、烘干，然后拉拔至f 2. 80-3. 25mm鋼絲，最大總壓縮率為74. 1% ；O)、中絲熱處理將拉拔后的鋼絲進(jìn)行除脂、熱處理、淬火、冷卻，然后鋼絲表面進(jìn)行清洗、涂硼、烘干；(3)、中拉將φ 2. 80-3. 25mm鋼絲拉拔至φ 0. 76-1. 15mm鋼絲，最大總壓縮率為 93. 1% ；(4)、濕拉將φ 0. 76-1. 15mm鋼絲再次拉拔至φ 0. 08-0. 3mm鋼絲；(5)、壓軋將鋼絲進(jìn)行壓輥軋制成橫截面為多邊形或橢圓形；(6)、電鍍/粘結(jié)先鋼絲表面清洗，然后將SiC或金剛石顆粒磨料采用電鍍方式或者膠水粘結(jié)方式固定在鋼絲外表面上，最后鋼絲表面清洗；(7)、收線(xiàn)、成品。所述步驟(1)中的清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為 100-250g/L的硫酸溶液或濃度為100-280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述涂硼工藝的硼砂濃度為200-380mol/L ；所述烘干工藝的溫度50_200°C、時(shí)間 0. 1-2分鐘。所述步驟(1)中的拉拔工藝采用直進(jìn)式干拉機(jī)，卷筒直徑為350-750mm，進(jìn)行多道次拉拔。
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所述步驟O)中的除脂工藝是采用濃度為l_45g/L的硼砂溶液，所述熱處理工藝采用加熱爐，爐溫900-1150°C、時(shí)間0. 48-1. 2分鐘，所述淬火工藝溫度=470-600°C, 所述冷卻工藝采用水常溫冷卻；清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為 100-250g/L的硫酸溶液或濃度為100-280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述涂硼工藝采用濃度為50-250mol/L的硼砂溶液；所述烘干工藝的溫度 50-200°C、時(shí)間0. 162-0. 3 分鐘。所述步驟(3)中的中拉工藝采用進(jìn)式干拉機(jī)，卷筒直徑為300-600mm，進(jìn)行多道次拉拔。所述步驟(4)中的濕拉工藝采用水箱拉絲機(jī)或噴淋式水箱拉絲機(jī)，進(jìn)行多道次拉拔。所述步驟(5)中的鋼絲進(jìn)行壓輥軋制成橫截面為邊長(zhǎng)為0. 153-0. 199mm的等邊三角形、邊長(zhǎng)為0. 089-0. 115mm的四方形或長(zhǎng)減寬為0. 002-0. 021mm的橢圓形。所述步驟(6)中的兩次鋼絲表面清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100-250g/L的硫酸溶液或濃度為100-280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述SiC或金剛石顆粒平均直徑為5-60微米本發(fā)明有益效果制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保，生產(chǎn)效率高，工藝成本低，制備出的切割鋼絲為橢圓柱體或多邊體結(jié)構(gòu)，其硬度及抗拉強(qiáng)度大大提高，從而有效降低了斷絲率，加快了鋼絲的切割速度，提高了切割效率，特別是在切割一些比較堅(jiān)硬或者比較難加工的材料時(shí)， 給切割工作帶來(lái)了很大的方便。大大促進(jìn)了具有磨料涂層的異形切割鋼絲的制備方法的應(yīng)用前景。

圖1是本發(fā)明制備的異形切割鋼絲的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明制備的異形切割鋼絲的結(jié)構(gòu)示意圖(二)；圖3是本發(fā)明制備的異形切割鋼絲的結(jié)構(gòu)示意圖(三)；圖中1、SiC或金剛石顆粒2、磨料涂層3、切割鋼絲。本發(fā)明的制備工藝步驟包括(1)、大拉將# 5. 5、5.8、6.0、6. 2、6. 5mm鋼絲盤(pán)條表面進(jìn)行機(jī)械除鱗、清洗、涂硼、烘干，然后拉拔至# 2.80、2.90、3.00、3. 10、3. 25mm鋼絲，最大總壓縮率為74. 1%。所述清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100、150、180、220、250g/L的硫酸溶液或濃度為100、150、200、250、280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述涂硼工藝的硼砂濃度為200、250、300、350、380mol/L ；所述烘干工藝的溫度50、 100、120、150、200°C、時(shí)間:0. 1,0. 5、1、1· 5、2分鐘；所述拉拔工藝采用直進(jìn)式干拉機(jī)，卷筒直徑為350、450、550、650、750mm,進(jìn)行多道次拉拔。O)、中絲熱處理將拉拔后的鋼絲進(jìn)行除脂、熱處理、淬火、冷卻，然后鋼絲表面進(jìn)行清洗、涂硼、烘干；所述除脂工藝是采用濃度為l、10、20、30、45g/L的硼砂溶液，所述熱處理工藝采用加熱爐，爐溫:900、950、1000、1100、1150°C、時(shí)間:0. 48,0. 70,0. 90、1. 10、1. 2分鐘，所述淬火工藝溫度470、500、550、580、6001，所述冷卻工藝采用水常溫冷卻；清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100、150、180、220、250g/L的硫酸溶液或濃度為100、150、200、250、280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗； 所述涂硼工藝采用濃度為50、100、150、200、250mol/L的硼砂溶液；所述烘干工藝的溫度 50、100、120、150、200°C、時(shí)間0. 162,0. 2,0. 24,0. 28,0. 3 分鐘(3)、中拉將# 2. 80、2. 90、3. 00、3. 10、3. 25mm鋼絲采用進(jìn)式干拉機(jī)，卷筒直徑為300、400、500、550、600mm，進(jìn)行多道次拉拔至 φ 0. 76,0. 80,0. 90、1. 10、1. 15mm 鋼絲，最大總壓縮率為93. ；(4)、濕拉將φ 0·76、0·80、0·90、1· 10、1. 15mm鋼絲再次采用水箱拉絲機(jī)或噴淋式水箱拉絲機(jī)，進(jìn)行多道次拉拔至0. 08mm、0. 10mm、0. 12mm、0. 20mm或0. 3mm鋼絲；(5)、壓車(chē)L 將鋼絲進(jìn)行壓輥軋制成橫截面為邊長(zhǎng)為0. 153,0. 160,0. 170,0. 180、 0. 199mm的等邊三角形、邊長(zhǎng)為0. 089,0. 090,0. 095,0. 100,0. 115mm的四方形或長(zhǎng)減寬為 0. 002,0. 005,0. 010,0. 015,0. 021mm 的橢圓形。(6)、電鍍/粘結(jié)先鋼絲表面清洗，所述清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為:100、150、180、220、250g/L的硫酸溶液或濃度為100、150、200、250、280g/ L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗，然后將SiC或金剛石顆粒磨料采用電鍍方式或者膠水粘結(jié)方式固定在鋼絲外表面上，最后鋼絲表面清洗，所述清洗工藝采用酸洗、 水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100、150、180、220、250g/L的硫酸溶液或濃度為100、 150、200、250J80g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述SiC或金剛石顆粒平均直徑為5微米、15微米、30微米、50微米或60微米；(7)、收線(xiàn)、成品。本發(fā)明制備出的切割鋼絲用途不僅僅用于光伏領(lǐng)域中硅晶體的切割，也可用于水晶、水晶玻璃、寶石等的切割。本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于其制備工藝步驟包括(1)、大拉將f 5. 5-6. 5mm鋼絲盤(pán)條表面進(jìn)行機(jī)械除鱗、清洗、涂硼、烘干，然后拉拔至 Φ 2. 80-3. 25mm鋼絲，最大總壓縮率為74. 1% ；(2)、中絲熱處理將拉拔后的鋼絲進(jìn)行除脂、熱處理、淬火、冷卻，然后鋼絲表面進(jìn)行清洗、涂硼、烘干；(3)、中拉將φ2. 80-3. 25mm鋼絲拉拔至φ 0. 76-1. 15mm鋼絲，最大總壓縮率為 93. 1% ；(4)、濕拉將φ0. 76-1. 15mm鋼絲再次拉拔至φ 0. 08-0. 3mm鋼絲；(5)、壓軋將鋼絲進(jìn)行壓輥軋制成橫截面為多邊形或橢圓形；(6)、電鍍/粘結(jié)先鋼絲表面清洗，然后將SiC或金剛石顆粒磨料采用電鍍方式或者膠水粘結(jié)方式固定在鋼絲外表面上，最后鋼絲表面清洗；(7)、收線(xiàn)、成品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟(1)中的清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100-250g/L的硫酸溶液或濃度為100-280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述涂硼工藝的硼砂濃度為200-380mol/L ；所述烘干工藝的溫度50-200°C、時(shí)間0. 1-2分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟(1)中的拉拔工藝采用直進(jìn)式干拉機(jī)，卷筒直徑為350-750mm，進(jìn)行多道次拉拔。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟 (2)中的除脂工藝是采用濃度為l_45g/L的硼砂溶液，所述熱處理工藝采用加熱爐，爐溫 900-1150°C、時(shí)間0. 48-1. 2分鐘，所述淬火工藝溫度470-600°C，所述冷卻工藝采用水常溫冷卻；清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100-250g/L的硫酸溶液或濃度為100-280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述涂硼工藝采用濃度為50-250mol/L的硼砂溶液；所述烘干工藝的溫度50_200°C、時(shí)間0. 162-0. 3分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟(3)中的中拉工藝采用進(jìn)式干拉機(jī)，卷筒直徑為300-600mm，進(jìn)行多道次拉拔。
6.如權(quán)利要求1所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟中的濕拉工藝采用水箱拉絲機(jī)或噴淋式水箱拉絲機(jī)，進(jìn)行多道次拉拔。
7.如權(quán)利要求4所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟 (5)中的鋼絲進(jìn)行壓輥軋制成橫截面為邊長(zhǎng)為0. 153-0. 199mm的等邊三角形、邊長(zhǎng)為 0. 089-0. 115mm的四方形或長(zhǎng)減寬為0. 002-0. 021mm的橢圓形。
8.如權(quán)利要求7所述的一種異形切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟(6)中的兩次鋼絲表面清洗工藝采用酸洗、水沖洗，所述酸洗溶液采用濃度為100-250g/L的硫酸溶液或濃度為100-280g/L的鹽酸溶液，所述水沖洗采用去離子水常溫沖洗；所述SiC或金剛石顆粒平均直徑為5-60微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異形切割鋼絲的制備工藝其步驟包括(1)大拉將∮5.5-6.5mm鋼絲盤(pán)條拉拔至∮2.80-3.25mm鋼絲；(2)中絲熱處理；(3)中拉將∮2.80-3.25mm鋼絲拉拔至∮0.76-1.15mm鋼絲；(4)濕拉將∮0.76-1.15mm鋼絲再次拉拔至∮0.08-0.3mm鋼絲；(5)壓軋將鋼絲進(jìn)行壓輥軋制成橫截面為多邊形或橢圓形；(6)電鍍/粘結(jié)將SiC或金剛石顆粒磨料采用電鍍方式或者膠水粘結(jié)方式固定在鋼絲外表面上；(7)收線(xiàn)、成品；本發(fā)明有益效果制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保，生產(chǎn)效率高，工藝成本低，制備出的切割鋼絲為橢圓柱體或多邊體結(jié)構(gòu)，其硬度及抗拉強(qiáng)度大大提高，從而有效降低了斷絲率，加快了鋼絲的切割速度，提高了切割效率。
文檔編號(hào)B21B1/16GK102166584SQ20101060659
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者王順舟 申請(qǐng)人:常州得一新材料科技有限公司