專利名稱：一種多股切割鋼絲的制備工藝的制作方法
一種多股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)是一種多股切割鋼絲的制備工藝。硅晶體多線切割技術(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)的硅晶體多線切割都是采用游離磨料多線切割，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，這種游離磨料多線切割線就很難勝任了。而將磨料固著在切割鋼絲表面的多線切割線可以解決上述問(wèn)題，但目前使用的切割鋼絲大都是采用單股鋼絲， 大大限制了鋼絲的抗拉強(qiáng)度，以及切割效率。本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足，而提供一種多股切割鋼絲的制備工藝，其制備出的多股切割鋼絲，可以大大提高切割效率，減少斷絲率，有效降低了成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種多股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)、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；(6)、合股將鋼絲捻制成2股、3股、4股或多股切割鋼絲，其捻距為8-14mm ；(7)、收線、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。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。所述步驟(6)中的合股工藝采用雙捻或管式捻股機(jī)。本發(fā)明的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，制備出的切割鋼絲可以直接對(duì)硅材料進(jìn)行切割加工，其加工效率是傳統(tǒng)的游離磨料多線切割的數(shù)倍以上，并減少了對(duì)環(huán)境的污染。提高抗拉強(qiáng)度、減少鋼絲的斷絲率，延長(zhǎng)鋼絲的使用壽命，從而降低了硅片切割的成本，降低了光伏發(fā)電的成本。同時(shí)，大大促進(jìn)了具有磨料涂層的多股切割鋼絲的制備方法的應(yīng)用前景。

圖1是本發(fā)明制備出的三股切割鋼絲的橫截面圖；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
450、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)、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；(6)、合股將鋼絲采用雙捻或管式捻股機(jī)捻制成2股、3股、4股或多股切割鋼絲， 其捻距為 8、9、11、12、14_ ；(7)、收線、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
1.一種多股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% ；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)、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；(6)、合股將鋼絲捻制成2股、3股、4股或多股切割鋼絲，其捻距為8-14mm；(7)、收線、成品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多股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所述的一種多股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所述的一種多股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所述的一種多股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所述的一種多股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所述的一種多股切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟(5)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100j80g/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。
8.如權(quán)利要求7所述的一種多股切割鋼絲的制備工藝，其特征在于所述步驟(6)中的合股工藝采用雙捻或管式捻股機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多股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)電鍍/粘結(jié)鋼絲表面清洗后將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；(6)合股；(7)收線、成品；本發(fā)明的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，制備出的切割鋼絲可以直接對(duì)硅材料進(jìn)行切割加工，其加工效率是傳統(tǒng)的游離磨料多線切割的數(shù)倍以上，并減少了對(duì)環(huán)境的污染，提高了抗拉強(qiáng)度、減少了鋼絲的斷絲率，延長(zhǎng)了鋼絲的使用壽命。
文檔編號(hào)B21C1/02GK102166585SQ201010606729
公開日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