[发明专利]一种螺旋结构金刚线及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金刚线技术领域，特别是一种螺旋结构金刚线及其生产工艺。

背景技术

传统砂浆的利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。在切割过程中，碳化硅被冲刷下来，唯有持续进行滚动磨削，从而降低了切割效率。金刚线是将磨料颗粒采用粘接和电镀的方式固定在直拉钢线上进行高速往返切削，切割效率大大提高。

目前晶硅切片主要使用直金刚线即普通金刚线，在多线切片机上采用冷却液冷却进行切割，由于金刚线母线是规则的直钢丝，为了使固结在母线上的磨料颗粒与母线达到一定的固结强度，就需要加大磨料颗粒的埋入深度。必须要增加镀层厚度，磨料颗粒的出峰高度必然降低，使其与硅棒之间的空间减小，这样会带来以下问题：

1、金刚线带入冷却液的能力降低，不利于及时散热，易造成磨料颗粒脱落。

2、金刚线切下来的硅粉会堆积在这个狭小的空间中，不利于排屑，导致切割效率降低，易在硅片表面形成线痕

为了提高金刚线冷却、排屑能力，提高切割效率，提高切片速度，提高硅片的表面质量以降低硅片切割成本，螺旋金刚线应运而生。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是一种切割效率高且硅片切割质量好的螺旋结构金刚线及其生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明的一种螺旋结构金刚线，包括钢丝母线，所述钢丝母线上设置有两个非垂直方向的变形，所述变形沿钢丝本体轴向呈螺旋形分布；所述钢丝母线外侧设置有镀层，所述镀层上粘结有磨料颗粒，所述磨料颗粒在钢丝母线的圆柱面上随机分布。

进一步的，所述钢丝母线直径为d，0.03mm≤d≤1mm。

更进一步的，所述钢丝母线变形波高为H，1.05d≤H≤5d。

更进一步的，所述钢丝母线变形波长为0.5mm-10mm。

更进一步的，所述磨料颗粒的等效直径为φ，0.05d≤φ≤0.5d。

更进一步的，所述镀层厚度为X，0.2φ≤X≤0.7φ。

本发明还包括一种螺旋结构金刚线生产工艺，包括以下步骤，

放线：采用变频动力放线方式；

前处理：采用化学方式去除母线线材表面油渍、锈渍，活化母线线材表面；

母线变形：对钢丝母线施加两个非垂直方向的变形，所述变形沿钢丝母线本体轴向呈螺旋形分布；

配料：将表面磁性镀层的金刚石磨料、树脂和添加物按照一定工艺比例均匀混合；

预镀：采用电化学反应方式，使钢丝母线表面覆上镀层；

上砂：采用电化学反应方式和物理悬砂方式相结合，使金刚石磨粒附着在钢丝母线表面；

固砂：采用电化学反应方式，使线材表面覆上新的镀层；

后处理：采用高压清洗方式和电加热方式，使成品表面干燥，干净；

收线：采用变频恒张力收线。

进一步的，所述步骤配料中树脂采用酚醛树脂，添加物采用碳化硅。

更进一步的，所述步骤配料中金刚石磨料、酚醛树脂、碳化硅的比例为5:10:2。

采用上述结构和工艺后，本发明达到均匀稳定的螺旋波形，提升金刚线的变形品质，彻底解决由于切割过程中金刚线切割能力变化、冷却不良、排屑困难等问题，降低了被切片的线痕及台阶等缺陷，提高了切割效率，提升切片的品质和合格率，降低成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1a为本发明螺旋结构金刚线的整体结构示意图。

图1b为本发明图1a中螺旋结构金刚线的端面结构示意图。

图2a为本发明螺旋结构金刚线的剖视图。

图2b为本发明图2a中I部的放大结构示意图。

图中：1为钢丝母线，2为镀层，3为磨料颗粒

具体实施方式

如图1a，图1b，图2a和图2b所示，本发明的一种螺旋结构金刚线，包括钢丝母线1，所述钢丝母线1上设置有两个非垂直方向的变形，所述变形沿钢丝本体轴向呈螺旋形分布；所述钢丝母线1外侧设置有镀层2，所述镀层2上粘结有磨料颗粒3，所述磨料颗粒3在钢丝母线1的圆柱面上随机分布。

进一步的，所述钢丝母线直径为d，0.03mm≤d≤1mm。

更进一步的，所述钢丝母线变形波高为H，1.05d≤H≤5d。

更进一步的，所述钢丝母线变形波长为0.5mm-10mm。

更进一步的，所述磨料颗粒的等效直径为φ，0.05d≤φ≤0.5d。