[发明专利]钢丝芯线游离切割线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于切割材料技术领域，具体涉及一种以钢丝为芯线、表面涂敷树脂粘结剂涂层的切割线及其制备方法，该类切割线用于单晶硅、多晶硅、玉石、蓝宝石、玻璃、石英等高硬、高脆性、高耐磨性材料的切割加工，具有高效率、高寿命、高光洁度的特点。

背景技术

硬脆材料包括宝石、玻璃、石材、硅晶体、石英晶体、陶瓷、硬质合金等。硬脆材料大多为半导体或非导电体，具有高硬度、高脆性、高耐磨性、高电阻率等性能。硬脆材料因具有许多金属材料难以比拟的优良特性，而被广泛应用于声、光、电磁、机械和化工等行业。随着其被广泛应用，对硬脆材料的加工也提出更高的要求。硬脆材料加工的关键工序是切割加工，该工序要求高效率、低成本、高材料利用率、无损伤、污染少等。

目前，硬脆材料的切割方法主要有：金刚石锯片切割、激光切割和近年渐成主流的多线锯切割。金刚石锯片由于切缝宽，成材率低不能切割曲线，不适于贵重材料的切割。激光切割由于切割深度有限而受到限制。多线锯切割主要是通过拉动镀铜钢丝，镀铜钢丝带入预先混有细粒度碳化硅微粉的磨削液，碳化硅微粉在钢丝的带动下进入切缝游离切割硬脆材料。由于多线锯的引入，使得大型的多线锯可以同时切割出上千切片，加工效率得以提高。但是它也存在着一些不足：由于镀铜钢丝线耐磨能力差，钢丝寿命短。而且表面光滑，对磨料的带料能力差，切割加工时游离刃料容易与钢丝发生滑移，从而使得切割加工速度和加工效率偏低。

发明内容

本发明目的在于提供一种钢丝芯线游离切割线及其制备方法。该切割线用于硬脆材料切割加工效率高、被加工材料的利用率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢丝芯线游离切割线，其包括钢丝芯线和涂敷所述芯线的树脂粘结剂涂层，所述树脂粘结剂涂层使用的树脂粘结剂具有150℃以上的软化温度，如酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。该涂层含有固定到涂层、且直径小于涂层厚度的填料，所述填料可以为微粉或者微粉与短切丝组成的混合物，填料总含量小于涂层体积的65%。

所述钢丝可以为碳钢钢丝、不锈钢钢丝或者两者的混合物。

所述钢丝芯线由单根或多根钢丝紧密平行排列或经加捻处理制成，加捻度为30－1000圈／米，加捻方式为S型或Z型。

用作填料的微粉可以选用碳化硅微粉、三氧化二铝微粉、炭黑微粉、铜粉、金刚石微粉和立方氮化硼微粉中的一种或两种以上，微粉粒径小于40微米。用作填料的短切丝可以是有机短切丝、陶瓷纤维短切丝和金属纤维短切丝中的一种或两种以上，短切丝直径0.03—10微米，长度0.1微米—1厘米，短切丝含量小于涂层体积的25%。其中有机短切丝中以芳纶短切丝为佳。铜粉可以起到快速导热的作用，碳化硅和三氧化二铝微粉可以提高涂层的耐磨性能，炭黑和立方氮化硼微粉可以提高涂层的强度，短切丝添加后形状不规则，可对填料起把持作用，使其结合的更牢固。

较好的，作为芯线的钢丝经过表面净化处理以增加与树脂粘结剂涂层的结合强度。钢丝表面净化处理一般是先预除油再酸洗活化。预除油可以选用挥发性较好的有机物溶剂，如乙醇、汽油或丙酮等，或者选用碱液处理，或者用真空脱脂处理。常用的碱液有10－25%氢氧化钠溶液或5－10%碳酸钠溶液等；常用的酸液有盐酸、硫酸等。

上述钢丝芯线游离切割线的制备方法，其由如下步骤制得：将表面净化过的填料用偶联剂处理后与树脂粘结剂混合，再加入溶剂（常用的溶剂有酒精、丙酮、二甲基乙酰胺等）和固化剂，混合均匀得浆料；然后把浆料涂敷于经过净化处理的钢丝芯线表面，经限径、固化后即得。

所使用的填料最好先经过表面净化处理以除去油脂和杂质，再用硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂处理，以增强与树脂粘结剂涂层的结合强度。微粉填料的表面净化处理方式一般采用先碱洗或丙酮洗再水洗后酸洗，用以去除杂质，提高微粉表面的活性。常用的碱液使用10－15%氢氧化钠溶液或5－10%碳酸钠溶液等；常用的酸液有盐酸、硫酸等。短切丝可以利用挥发性较好的有机溶剂进行预除油表面净化处理，如乙醇、汽油、丙酮等。

浆料（也即涂层复合剂）涂敷于钢丝芯线表面，经限径、固化后即在芯线表面形成一涂层（即树脂粘结剂涂层）。其中，在加热固化过程中，溶剂挥发掉，其它组分未发生损失。可以采用常规的喷涂或浸涂方法把浆料涂敷于钢丝芯线表面，通过限径模具限径，然后经加热固化或紫外线照射固化，即生产出切割线。该切割线的钢丝芯线表面涂敷有树脂粘结剂涂层。