[实用新型]固定磨料线锯

说明书

技术领域

本实用新型涉及线锯及其制备方法技术领域，特别是一种固定磨料线锯。 

背景技术

线锯切割是对半导体、水晶、各种单结晶、磁性材料、精密陶瓷、及其他硬脆材料进行切割的一种加工方法。游离磨料线锯目前已广泛的应用在半导体晶圆和太阳能硅片的切片制程中，其是利用钢线带动游离磨料（磨料+液体）来移除材料，但由于游离磨料线锯使用后的磨料易污染环境，导致工业上的浪费，且其加工效率低，故发展固定磨料线锯已成为工业界必然的趋势。相较于游离磨料线锯，固定磨料线锯之优点在于提升材料移除率以及加工磨料能充分被利用，能够有效的提供产能。 

美国专利US4485757A曾提出一种用滚压嵌入方式制备连续金刚石线锯的工艺，此种工艺制备的金刚石线锯的金刚石涂层直径均匀而厚度及线径不均匀，很难生产出大于120米长的金刚石线。并且，通过机械作用将超硬磨料滚压嵌入到线材基体中，还大大降低了线材的强度。 

一种磨料线锯是树脂结合剂固结方式是通过热固性树脂或光固化树脂将磨料颗粒固结到线材上，如日本大阪府的住友电气工业株式会社和大阪金刚石工业株式会社共同申请的专利提到在高强度线材上用树脂固定上磨料和填料，磨料尺寸不小于树脂粘结层厚度的三分之二，填料尺寸小于粘结剂厚度的三分之二。线锯制作中的树脂固化需要加热和烧结工序，因此，此线锯制造速度只能提高到每分钟10米左右。这种树脂结合剂固结金刚石制备的金刚线锯磨料尺寸越大，切割速度快，但切割速度随时间变化较大，同时这种金刚石线锯都存在磨料把持强度不高，耐热性差，耐磨性低，加工时线锯磨损严重等问题。 

还有一种磨料线锯是通过电镀或复合镀的方式，是通过电镀，电镀和化学镀复合镀的方式，将磨料溶于镀液中，均匀的夹杂在金属镀层中而附着在线材上制备的，这种方式是从水溶液内沉积金属层把磨料颗粒埋住而把持力不够，磨料线锯的寿命短，因此无法从根本上解决磨料颗粒脱落的问题。 

此外在切锯工件的过程中，会产生大量的工件粉末，这些粉末容易团聚并附着在研磨颗粒上，阻碍了研磨颗粒的工作，并影响了冷却液/润滑液对研磨颗粒的作用。 

鉴于太阳能行业的快速发展，为了改善游离磨料线切所造成的污染和效率低的问题，日本一些企业，台湾的微钻，中国岱勒等公司也相应推出了用于太阳能晶硅切割的金刚线，其是在金刚石表面镀了一层金属，如镍或镍的合金，在通过镍或镍的合金镀液把金刚石附着在钢线上，这种制备的金刚线镀层对金刚石的把持力不够，容易造成断线，寿命低。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为解决由于研磨颗粒结合强度随表面层的耗损而降低、切割过程中切屑堵塞，以及冷却液/润滑液的流通问题，本实用新型提供一种固定磨料线锯，它在提升切割效率的同时延长线锯使用寿命。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固定磨料线锯，其包括： 

线材；

结合层，位于所述线材表面，包括形成于所述线材表面的金属或合金层以及嵌置固定于金属或合金层之内的数个研磨颗粒；

以及表面层，表面层为一层或多层复合层，表面层覆盖于所述结合层的表面，所述表面层材料为有机材料、金属或合金材料。

进一步，表面层中可包含填充于其间的填充磨料。 

在结合层的表面，通过覆盖表面层，用于进一步固定研磨颗粒，使研磨颗粒在使用过程中不易脱落，能提升切割效率，同时也能延长线锯使用寿命。 

 进一步地：所述的有机材料是树脂、环氧树脂、酚醛树脂、甲基丙烯酸树脂、聚酰亚胺、改性环氧树脂的任意一种或其组合；这些有机材料便于加工，通过热或光进行固化成型，具有很好的固定，耐磨，强度等特征。所述金属是钛、镍、铜、锌、铝、银、锡或铬；所述合金是以钛、镍、铜、锌、铝、银、锡或铬为主体的合金。这些金属或合金便于加工，电镀或化学镀，且力学性能好。 

进一步地：所述的结合层的主体材料为镍、铜、锌、锡或银；或者以镍、铜、锌、锡、银为主体的合金。这些金属或合金便于加工，电镀或化学镀，且力学性能好。并且还可以进一步和金属化合磨料产生冶金化合反应。 

进一步地：所述的结合层的主体材料为铜锡合金、铜锌合金、锡铋合金、锡铅合金、锡锑合金、铝镁合金、锡银合金、镍铝合金、锌镍合金或铝铜合金。这些合金材料易于加工，电镀或化学镀，力学性能好，并且还可以进一步和金属化合磨料产生冶金化合反应。 

进一步地：所述的研磨颗粒主体是金刚石、立方氮化硼、氧化铝、碳化硅的任意一种或其组合。这些研磨颗粒是自然界中最坚硬的一些物质，因此用其来切锯其他坚硬物质。