[发明专利]硅片切割用钢线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅片切割工具技术领域。

背景技术

随着社会的发展，太阳能光伏产业逐步成为新的主导产业。在太阳能硅片切割过程中，主要是由钢线带动浆料（浆料由碳化硅粉末和悬浮液按照一定比例进行配置而成），在一定张力的作用下，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅块切割成尺寸合格的硅片。钢线在参与整个切割过程中作为一个载体，同时也被高速运动的碳化硅颗粒磨损，线径的变化可能会影响硅片表面的切割质量。

砂浆中的碳化硅莫氏硬度为9.5级，而晶体硅的莫氏硬度为7级，切割过程中主要依靠碳化硅对晶体硅进行磨削切割。钢线携带砂浆的多少直接影响硅块切割的效果。目前太阳能行业普遍使用的切割硅片的钢线主要是横截面为圆形或椭圆形的普通钢线。在切割硅块过程中，碳化硅颗粒由于缺少附着力，容易从钢线表面脱落，钢线在硅块入线口会引起浆料的飞溅，进而携带比较少的砂浆参与硅块的切割。这使得钢线在切割硅片过程中容易磨损，引起断线，也大大降低了钢线的切割能力。为了保证切割质量，只能添加更多的浆料，这样会增加切割成本。

中国专利公开号CN 201900684，公开日2011年7月20日，发明创造的名称为一种具有胶水涂层的波浪状切割钢丝，该申请案公开了一种具有胶水涂层的波浪状切割钢丝，所述切割钢丝的横截面为圆形或近似圆形，切割钢丝外表面成波浪形，所述相邻两个波峰之间的距离为0.08mm-0.15mm，所述波谷的深度为0.01mm-0.05mm，所述切割钢丝外表面上涂有胶水层。其有益效果在于：由于切割钢丝外表面为波浪状，则大大提高了钢丝研磨时所携带的砂浆数量，加快了切割速度，提高了切割效率；在切割钢丝的表面增加一层胶水涂层，避免钢丝与硅晶体的直接接触，有效延长了切割钢丝的使用寿命。其不足之处是：波浪形设计使钢丝在缠绕过程中，容易出现相互压线现象，即波峰容易进入波谷中，钢丝一旦出现相互压线现象，在使用过程中容易断线；波峰与硅片表面接触面积较小，容易出现划伤硅片现象；在钢丝表面涂胶水过程中，容易遗漏钢线的角落部分，此外胶水层的厚度不容易把控，胶水层的耐磨性较差，表层容易脱落。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硅片切割用钢线，该钢线大大提高了切割硅块时所携带的砂浆量，减少了砂浆的使用量和钢线的磨损状况，提高了工作台的切割速度，降低了硅片表面锯痕的产生，同时减少了硅片表面厚度偏差问题的发生，提高了硅片切割质量，从而降低了硅片切割成本；钢线外表面镀有抗氧化层可以有效防止钢线被氧化，避免钢线直接与硅片接触，延长了钢线的使用寿命。其制备方法中定型孔模具的设计使钢线的制作更佳简便。

本发明所采取的技术方案是：一种硅片切割用钢线，包括钢线，钢线外表面镀有一层抗氧化层，所述钢线外表面设有螺旋形凸起。

钢线的直径D为0.1mm-0.15mm。

螺旋形凸起可以是矩形螺纹、梯形螺纹，等等。

优选的，螺旋形凸起为矩形螺纹，在钢线轴断面上，矩形螺纹的宽度为0.10mm-0.20mm，螺纹槽根间距为0.05mm-0.08mm，螺纹深度为0.05mm-0.08mm。

优选的，螺旋形凸起上设有小凹槽，小凹槽沿螺旋形凸起方向缠绕。

优选的，小凹槽为三条。

优选的，小凹槽断面为矩形；小凹槽的宽度为0.01mm-0.02mm，深度为0.015mm-0.02mm，相邻小凹槽间的小凸起的宽度为0.03mm-0.04mm。

优选的，抗氧化层为黄铜合金层，钢线的材质为高碳钢，碳含量为0.75%-0.9%，硫、磷含量小于0.02%。

硅片切割用钢线的制备方法，包括下列步骤：1）对盘条表面进行机械除锈处理；2）将上述机械除锈处理后的盘条进行化学表面铁锈处理，再水洗、烘干；3）加热，拉丝，制成半成品钢线；4）热处理消除应力；5）加热，通过定型孔模具，拉丝机进行旋转拉丝，制成切割用钢线；6）对切割用钢线外表面电镀抗氧化层，水洗。