專利名稱：一種切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，具體地涉及切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
切割鋼絲是利用含碳量較高的鋼線材加工而成的特種鋼絲，其直徑只有70 μ m-160 μ m，它具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、均勻性及精度和強(qiáng)度等眾多特點(diǎn)。切割鋼絲的切割損失小，同時(shí)又較高的切割率和更加平整光滑的切割面，在半導(dǎo)體切割、集成電路切割、水晶切割等高精度硬脆產(chǎn)品的切割中有重要的應(yīng)用價(jià)值。在切割過程中，多線切割由于其更高效、切割損失更小以及切割精度更高的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于切割貴重、超硬材料有著巨大的優(yōu)勢(shì)，近十年來已逐步取代傳統(tǒng)的內(nèi)圓切割成為硅片切割加工的主要方式。但是，多線切割需要較高的切割成功率，如果出現(xiàn)斷絲等狀況，就會(huì)導(dǎo)致切割材料報(bào)廢，造成較大的損失。 眾所周知，切割鋼絲中的非金屬夾雜物氧化鋁(Al2O3)和尖晶石(MgO Al2O3)是導(dǎo)致其使用過程中失效的主要原因，故在使用之前對(duì)切割鋼絲中的非金屬夾雜物進(jìn)行檢測(cè)是非常必要的。目前，鋼中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法很多，可分為宏觀和微觀兩類宏觀方法包括X射線或Y射線檢查、磁粉檢查、超聲波探測(cè)以及硫印法。微觀方法包括金相法、分離法(電解法、物理法和化學(xué)法3種)。但是，這些檢測(cè)方法僅為抽樣檢測(cè)，不能夠?qū)λ星懈钿摻z產(chǎn)品中的非金屬夾雜物在使用前進(jìn)行行之有效的檢測(cè)，只好將非金屬夾雜物并不能完全明確的切割鋼絲置于多線切割設(shè)備上進(jìn)行切割。如發(fā)生冶煉質(zhì)量不穩(wěn)定等情況，將會(huì)造成較大的損失。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際要求，所以必須對(duì)所有的切割絲產(chǎn)品在使用之前進(jìn)行檢測(cè)，且必須要滿足下面要求
(1)對(duì)于質(zhì)量合格的切割鋼絲，檢測(cè)過程中不能降低切割鋼絲的質(zhì)量，更不能損壞產(chǎn)
品;
(2)對(duì)于質(zhì)量不合格的切割鋼絲，檢測(cè)后可以損壞或變形。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決切割鋼絲中夾雜物檢測(cè)的問題，本發(fā)明提供一種在切割鋼絲上施加設(shè)定電流強(qiáng)度的瞬間脈沖電流的方法。這種方法檢測(cè)成本較低，速度快，能夠準(zhǔn)確確定夾雜物存在的位置及對(duì)所有切割鋼絲在使用之前進(jìn)行檢測(cè)且對(duì)質(zhì)量合格的切割鋼絲不會(huì)造成質(zhì)量降低。本發(fā)明切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法包括以下步驟
a、采用合適的夾持方式，在一定長(zhǎng)度的的待測(cè)切割鋼絲上施加設(shè)定強(qiáng)度的脈沖電流；
b、如果切割鋼絲沒有損壞或者變形且沒有溫度異常點(diǎn)，對(duì)鋼絲的下一段繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量，直至整根鋼絲測(cè)量完畢仍未發(fā)現(xiàn)損壞或者變形且沒有溫度異常點(diǎn)，則切割鋼絲符合要求；如果發(fā)生損壞或者變形或者存在溫度異常，對(duì)鋼絲進(jìn)行報(bào)廢或者降級(jí)處理。夾持方式可以為專用夾具、也可以是拉絲設(shè)備上的輥?zhàn)?。脈沖電流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脈沖或直流負(fù)脈沖或直流比例脈沖或直流間隔脈沖或直流計(jì)數(shù)脈沖波形。脈沖電流的密度由脈沖電流的密度由切割鋼絲的熱容和電阻率以及切割鋼絲的直徑及可允許的最大溫升和非金屬夾雜物的最大直徑五個(gè)因素確定，具體范圍為20A mm 2-1010A mm2。脈沖電流的作用時(shí)間由切割鋼絲的理化特性確定，具體范圍為10_8s_lh。脈沖電流的頻率為50Ηζ-1ΜΗζ。
可以采用紅外線成像技術(shù)實(shí)時(shí)觀測(cè)切割鋼絲的各部位溫度變化，在存在非金屬夾雜物的區(qū)域，其表面溫度升高異常快，該發(fā)明能夠精確的確定切割鋼絲中的非金屬夾雜物存在的位置。本發(fā)明不僅僅局限于對(duì)切割鋼絲中夾雜物的檢測(cè)，采用該技術(shù)能夠?qū)饘倬€材中的非金屬夾雜物進(jìn)行檢測(cè)。


圖I脈沖電流檢測(cè)裝置 圖2脈沖電流曲線
圖3檢測(cè)不合格切割鋼絲的斷面圍觀結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
采用圖I檢測(cè)裝置測(cè)量直徑為100 μ m的切割鋼絲，其夾具間的距離為300m。根據(jù)切割鋼絲的理化性能指標(biāo)要求，合格的切割鋼絲必須能夠承受如圖2所示脈沖電流。檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)切割鋼絲在106m位置爆裂，其熔斷斷口的微觀結(jié)構(gòu)如圖3所示，在斷口上，存在直徑約為7 μ m的非金屬氧化物夾雜，故該切割鋼絲產(chǎn)品不符合要求。實(shí)施例2
采用圖I檢測(cè)裝置測(cè)量直徑為100 μ m的切割鋼絲，其夾具間的距離為300m。根據(jù)切割鋼絲的理化性能指標(biāo)要求，合格的切割鋼絲必須能夠承受如圖2所示脈沖電流。檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)切割鋼絲無損壞且紅外線測(cè)溫儀器未發(fā)現(xiàn)溫度異常點(diǎn)。繼續(xù)測(cè)量，在695米發(fā)現(xiàn)溫度異常升高但未損壞，故該切割鋼絲進(jìn)行降級(jí)處理。實(shí)施例3
采用圖I檢測(cè)裝置測(cè)量直徑為100 μ m的切割鋼絲，其夾具間的距離為300m。根據(jù)切割鋼絲的理化性能指標(biāo)要求，合格的切割鋼絲必須能夠承受如圖2所示脈沖電流。檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)切割鋼絲無損壞且紅外線測(cè)溫儀器未發(fā)現(xiàn)溫度異常點(diǎn)。繼續(xù)測(cè)量，整根2000m切割鋼絲都未發(fā)現(xiàn)損壞且溫度異常點(diǎn)，故該切割鋼絲為合格產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟 a、采用合適的夾持方式，在一定長(zhǎng)度的的待測(cè)切割鋼絲上施加設(shè)定強(qiáng)度的脈沖電流； b、如果切割鋼絲沒有損壞或者變形且沒有溫度異常點(diǎn)，對(duì)鋼絲的下一段繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量，直至整根鋼絲測(cè)量完畢仍未發(fā)現(xiàn)損壞或者變形且沒有溫度異常點(diǎn)，則切割鋼絲符合要求；如果發(fā)生損壞或者變形或者存在溫度異常，對(duì)鋼絲進(jìn)行報(bào)廢或者降級(jí)處理。
2.按照權(quán)利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征在于脈沖電流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脈沖或直流負(fù)脈沖或直流比例脈沖或直流間隔脈沖或直流計(jì)數(shù)脈沖波形。
3.按照權(quán)利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征在于脈沖電流的密度由切割鋼絲的熱容和電阻率以及切割鋼絲的直徑及可允許的最大溫升和非金屬夾雜物的最大直徑五個(gè)因素確定，具體范圍為20A IrniT2-IOwA mm_2。
4.按照權(quán)利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征在于脈沖電流的作用時(shí)間由切割鋼絲的理化特性確定，具體范圍為10_8s-lh。
5.按照權(quán)利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征在于脈沖電流的頻率為50Ηζ-1ΜΗζ。
全文摘要
一種切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其方法包括a、采用合適的夾持方式，在一定長(zhǎng)度的待測(cè)切割鋼絲上施加設(shè)定強(qiáng)度的脈沖電流；b、如果切割鋼絲沒有損壞或者變形且沒有溫度異常點(diǎn)，對(duì)鋼絲的下一段繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量，直至整根鋼絲測(cè)量完畢仍未發(fā)現(xiàn)損壞或者變形且沒有溫度異常點(diǎn)，則切割鋼絲符合要求；如果發(fā)生損壞或者變形或者存在溫度異常，對(duì)鋼絲進(jìn)行報(bào)廢或者降級(jí)處理。這種檢測(cè)方法能夠?qū)λ星懈钿摻z在使用之前進(jìn)行檢測(cè)，且對(duì)質(zhì)量合格的切割鋼絲不會(huì)造成質(zhì)量降低。具有檢測(cè)成本低，速度快，效率高，非金屬夾雜物定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/00GK102944579SQ201210487830
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者戴文斌, 王新麗, 于景坤 申請(qǐng)人:東北大學(xué)