[发明专利]一种单丝式的钢丝锯线

说明书

技术领域

本发明涉及切割硬脆材料，特别涉及一种单丝式的钢丝锯线，用于切割硅片、硅碇、石英、砷化镓、碳化硅等。

背景技术

在1980S年代，工业上切割超硬材料一般采用涂有金刚石粉的圆盘切割机进行切割。但随着上世纪未期电脑，通信，因特网的领域的高速发展，人们对圆盘切割的低效率越来越不能容忍，多线切割技术得以发展，进入本世纪以来，太阳能发电领域的高速发展与应用，更是带来硬质材料领域切割的井喷式发展。特别是单晶硅和多晶硅碇(片)的切割。目前切割钢丝的需求的总量已超过10万吨。多线切割过程与特征主要是线砂液的配合，主要由三个系统组成：线网系统，砂浆控制与回收系统以及硅料装载与进给系统。

多线切割目前主要使用光面线切割，钢丝通过放线系统，放线张力稳定系统后，在导轮上围绕导轮槽绕行二千多圈而形成线网，钢丝随后通过收线张力稳定系统收在收线轮上。其切割原理是钢丝在导轮的驱动下高速单向或者双向往复式运转，砂浆系统将游离磨料组成的砂浆喷射到钢丝上，钢丝将磨料带入切割面，并给与其中的磨粒以动能，驱使磨粒撞击，研磨和切割硅料，最终将硅料切开成片。因此切割钢丝所具有的携带砂浆能力和给与磨粒动能的大小以及排屑能力成为切割能力的关键因素。

光面钢丝只能通过钢丝的光滑表面在高速运行时形成的力场机械地将喷入其中的砂浆带入切割面，这种方法带入的砂浆量严重依靠钢丝的速度和钢丝的线径，众所周知，过份提高线速。将影响线网的稳定性，进而影响切割的质量。而线径过大将导致硅耗的上升。如何在稳定切割的情况下提高砂浆带入量成为一种工艺革新，在成本压力下已有许多专利通过对钢丝实施变形从而达到提高带砂量的目标，主要有二类，一类是对钢丝表面形貌结构化，如变径线，靠不同直径形成的凹陷增加带砂量；二是对钢丝本身结构化。如结构化钢丝，螺旋线等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单丝式的钢丝锯线，以解决传统多线切割中存在的问题，在使用过程能带入更多的砂浆，在切割中能使砂浆在全角度溅射，从而使切割更均匀，更能减少线痕和提高切割效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种单丝式的钢丝锯线，其特征在于，所述钢丝锯线沿轴向分布形成若干个周期性的弯曲部，各弯曲部不在一个平面内，是沿轴向连续偏转，偏转角度从0度开始，偏转到角度A后反向偏转至-A度，再反向偏转至0度，完成一个周期，偏转角度A范围可以在0与180度之间。

进一步，所述钢丝锯线弯曲部的外包络直径是单丝钢丝直径的1.01～2倍。

优选的，所述钢丝锯线弯曲部的偏转角度A在30～150度。

另外，本发明钢丝锯线的表面设镀层，该镀层为铜，黄铜或锌中的一种或一种以上的组合。

又，所述钢丝锯线的结构延伸率在0.03至2％之间，优选在0.07％至0.4％。

本发明钢丝锯线具有周期性变形特征，每个周期内变形钢丝形成多个弯曲部，且在空间范围内连续而形成空间结构，同时由于半幅旋转，在每个周期内形成正反两个连续弯曲部。

本发明锯线的周期性弯曲部，实际上可以理解成空间范围内的波形线，为方便工艺控制与制造，连续弯曲部所形成的波高与波谷之间的距离定义为钢丝的外包络直径，显然外包络直径在不同的张力下因为结构延伸是变化的，外包络直径影响着多线切割时导轮槽的深度与宽度，影响切片的厚度。

因此，选择一种可放大到50X的轮廓投影仪配电脑图形输出来检查并定义检查张力，本发明优选在零张力下测量并选择外包络直径为钢丝直径的1.02到2倍。

切割时，客户所需要的每片厚度与料耗比对外包络直径给予限制，切割时的运行张力所带来的结构延伸与光面线也有所不同。光面线在张力作及下产生弹性延伸与钢丝本身的性能有关，而结构化后的钢线除与钢线本身有关外还与钢线结构有关，因此定义结构的结构延伸率为结构化后的钢线总延伸率减去光面钢线的延伸率后所得值。用结构延伸率来评估钢丝在一定张力作用下的外包络直径以及结构的稳定性。本发明选择结构延伸率在0.03到2％之间，优选0.07％至0.4％。

本发明钢丝为方便拉拨防腐，在制造过程中为其表面进行了电镀处理，镀层为该镀层为铜，黄铜或锌中的一种或一种以上的组合。

本发明的有益效果：

本发明单丝式的钢丝锯线，通过半幅旋转结构化，其钢丝变形结构为空间结构，而非单一平面结构。在使用时，高速运行的弯曲空间结构能携带更多的砂浆，且能增加磨粒的切割动能；提高切割效率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。