專利名稱：一種高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏產(chǎn)業(yè)中的太陽硅片切割鋼絲，特別是涉及一種高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
切割鋼絲是用于攜帶砂漿將單(多)晶硅錠切割成太陽能發(fā)電用硅片的鋼絲?，F(xiàn)有技術(shù)中，切割鋼絲的生產(chǎn)主要由高碳鋼盤條經(jīng)歷大拉、中絲熱處理、中拉、熱處理并鍍黃銅和濕拉5個(gè)工序。切割鋼絲鍍銅的原因，一方面是銅層在濕拉工序中起到一 定的潤滑作用便于鋼絲的變形拉拔，另一方面，銅層在鍍黃銅后庫存期和成品切割鋼絲運(yùn)輸和使用過程中能夠提供一定的耐蝕防銹作用，從而降低鋼絲在濕拉工序和切割過程中的斷絲率。切割鋼絲行業(yè)目前采用的多為先進(jìn)行電鍍銅，然后再電鍍鋅，最后通過中頻擴(kuò)散的方式形成銅鋅合金(黃銅)。此工藝在一定程度上提高了鋼絲的耐蝕性，改善鋼絲拉拔過程中的潤滑條件。但是在實(shí)際使用效果方面鋼絲在庫存一定時(shí)期時(shí)表面仍然會出現(xiàn)生銹的現(xiàn)象，此外在硅錠切割過程中黃銅鍍層在切割的第一道次時(shí)就已經(jīng)被全部磨掉，對鋼絲基體無任何保護(hù)作用。蒙特集團(tuán)(香港)有限公司分別發(fā)明了一種鎳基非晶態(tài)合金改性切割鋼線(發(fā)明專利申請?zhí)枮?01110181081. 6)和一種鋯基非晶態(tài)合金改性切割線，上述兩個(gè)發(fā)明采用真空電弧爐制備母基合金錠，然后再通過噴涂、化學(xué)鍍等方式制備切割鋼線，該工藝雖然提高了鋼絲的切割效率和耐磨性，但是工藝條件繁瑣，生產(chǎn)成本較高。蘇閔(張家港)新型金屬材料科技有限公司發(fā)明了一種切割鋼絲表面電鍍金剛石工藝，使鋼絲表面均勻附著一層牢固的金剛石粉末，該發(fā)明不僅提高了切割效率，而且省掉了切割環(huán)節(jié)中SiC的耗費(fèi)，更節(jié)能環(huán)保。但是該工藝所用原料、制作成本和成品價(jià)格較高(金剛石粉末價(jià)格昂貴，工藝復(fù)雜)，目前還沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種耐蝕性好，耐磨性高、切割效率高，且生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲；
本發(fā)明的另一目的是提供上述高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲的制備方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲，其特征是在鋼絲基體上鍍有非晶態(tài)鎳鈷磷鍍層。所述鎳鈷磷鍍層厚度為3-5 μ m。所述鎳鈷磷鍍層中含磷量為8-15%。所述切割鋼絲抗拉強(qiáng)度為1150_1300MPa，鋼絲面縮率為40%_53%。上述高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲的制備方法，其特征在于包括采用化學(xué)鍍法對鋼絲基體表面進(jìn)行鍍層，其中化學(xué)鍍法所用的鍍液組成為氯化鎳5. 6-7. 2g/L，硫酸鈷4-12g/L，次亞磷酸鈉12-18g/L，硫酸銨35-55 g/L，檸檬酸鈉35-50 g/L，該鍍液pH 7-9。所述采用化學(xué)鍍法對鋼絲基體表面進(jìn)行鍍層時(shí)的工作溫度為85°C -90°C。所述化學(xué)鍍法所用的鍍液槽長度為100-150m。本發(fā)明采用的化學(xué)鍍方法，在鋼絲表面形成一層厚度為3-5 μ m的非晶態(tài)鎳鈷磷合金鍍層，該鍍層中較高的含磷量使鍍層體現(xiàn)出較強(qiáng)的耐磨和耐腐蝕能力，從而起到了防止鋼絲被環(huán)境腐蝕的目的。其次，本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便。第三，通過補(bǔ)加鍍液主要成分，鍍液可連續(xù)使用，延長了鍍液的使用壽命，并降低了成本。第四，將切割鋼線的磨損率由10-18%降低到3-5%。切割鋼線的耐磨性得到較大程度的提高。綜上所述，本發(fā)明的切割鋼絲具有較強(qiáng)的耐磨和耐腐蝕性能，可大大延長切割鋼絲的庫存期，提高切割鋼絲的成材率和穩(wěn)定性能，且其生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和可操作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的切割鋼絲的制備主要包括高碳鋼盤條經(jīng)歷大拉、中絲熱處理、中拉、熱處理并鍍層和濕拉工藝，改進(jìn)之處在于在熱處理、酸洗和水洗等工藝不變的前提下，用化學(xué)鍍鎳鈷磷的方法代替電鍍黃銅工藝。整個(gè)工藝過程為放線一熱處理一AQUA淬火一酸洗活化—冷水洗一熱水洗一誘發(fā)一化學(xué)鍍一水洗吹干一收線。其中放線、熱處理、AQUA淬火、酸洗活化、冷水洗、熱水洗工藝沿用傳統(tǒng)切割鋼絲中電鍍工序中的工藝，其余工藝為本發(fā)明所產(chǎn)生的工藝。具體工藝包括
熱處理，將鋼絲加熱到950°C -1050°C使其組織進(jìn)行充分的奧氏體化。AQUA淬火，將奧氏體化后的鋼絲快速冷卻到約650°C進(jìn)行過共析轉(zhuǎn)變，生成索氏體組織，從而保證鋼絲保持較高的抗拉強(qiáng)度(1200MPa以上)和良好的加工性能(面縮率大于45%)。酸洗活化，將鋼絲通過HCl濃度為5%_13%的酸洗槽，一方面除去熱處理后鋼絲表面的氧化皮，另一方面激活鋼絲表面活性，利于化學(xué)鍍反應(yīng)的進(jìn)行。冷水洗、熱水洗，徹底洗去鋼絲表面的殘余酸液并給鋼絲進(jìn)行預(yù)熱利于化學(xué)鍍反應(yīng)的進(jìn)行(熱水洗)。誘發(fā)，采用外加恒電位極化的方法催化化學(xué)鍍反應(yīng)的進(jìn)行；
化學(xué)鍍，將鋼絲通過鍍液槽，鋼絲與鍍液充分接觸并反應(yīng)，在鋼絲表面上均勻的鍍一層^ ^晶態(tài)鎳鈷磷合金鍍層。其中鍍液的主要組分為
氯化鎳5. 6-7. 2g/L，
硫酸鈷4-12g/L，
次亞磷酸鈉12-18g/L，
硫酸銨35-55 g/L,
朽1檬酸鈉35-50 g/L。鍍液槽及鋼絲關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)
鍍液PH7-9。
鍍液溫度85°C-9(TC。鍍液槽長度100-150m。鋼絲DV 值45-65/min。鋼絲抗拉強(qiáng)度1150_1300MPa。鋼絲面縮率40%_53%。鍍液槽中各種組分含量和PH值的控制是通過定期取樣檢測并手工添加，其中PH值的控制是通過向鍍液槽中添加氨水和稀硫酸來實(shí)現(xiàn)。 水洗吹干，用水清洗鋼絲，洗去鋼絲表面的殘余鍍液并保持鋼絲干燥。通過上述工藝生產(chǎn)的切割鋼絲，其鎳鈷磷鍍層厚度為3-5 μ m，鎳鈷磷鍍層中含磷量為8-15%，鋼絲DV值65/min。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲，其特征是在鋼絲基體上鍍有非晶態(tài)鎳鈷磷鍍層。
2.按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲，其特征是所述鎳鈷磷鍍層厚度為 3-5 u m。
3.按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲，其特征是所述鎳鈷磷鍍層中含磷量為8-15%。
4.按照權(quán)利要求1一 3中任意一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲，其特征是所述切割鋼絲抗拉強(qiáng)度為1150-1300MPa，鋼絲面縮率為40%_53%。
5.—種如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲的制備方法，其特征在于包括采用化學(xué)鍍法對鋼絲基體表面進(jìn)行鍍層，其中化學(xué)鍍法所用的鍍液組成為氯化鎳5. 6-7. 2g/L，硫酸鈷4-12g/L，次亞磷酸鈉12_18g/L，硫酸銨35-55 g/L，檸檬酸鈉35-50 g/L，該鍍液 pH 7-9。
6.按照權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲的制備方法，其特征在于所述采用化學(xué)鍍法對鋼絲基體表面進(jìn)行鍍層時(shí)的工作溫度為85°C -90°C。
7.按照權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲的制備方法，其特征在于所述化學(xué)鍍法所用的鍍液槽長度為100-150m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度耐蝕耐磨切割鋼絲及其制備方法，本發(fā)明采用的化學(xué)鍍方法，在鋼絲表面形成一層厚度為3-5μm的非晶態(tài)鎳鈷磷合金鍍層，該鍍層中較高的含磷量使鍍層體現(xiàn)出較強(qiáng)的耐磨和耐腐蝕能力，從而起到了防止鋼絲被環(huán)境腐蝕的目的。本發(fā)明的切割鋼絲具有較強(qiáng)的耐磨和耐腐蝕性能，可大大延長切割鋼絲的庫存期，提高切割鋼絲的成材率和穩(wěn)定性能，且其生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和可操作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C23C18/36GK103009681SQ20121057736
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者劉衛(wèi)國, 杜領(lǐng)會, 王玉, 任萍 申請人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司