[发明专利]一种高强度硅基片金刚石线锯

说明书

本发明涉及一种高强度硅基片金刚石线锯，其包括线锯基绳、磨削体载体涂层、金刚石磨削体，其中，所述磨削体载体涂层涂覆在所述线锯基绳外壁上，所述金刚石磨削体布设在所述磨削体载体涂层内，所述线锯基绳的直径为100～200um，所述磨削体载体涂层为非晶态合金涂层，所述金刚石磨削体的颗粒直径为2～8um。本高强度硅基片金刚石线锯每刀使用量减少30％以上，使用6um金刚石磨削粒时，每刀使用量更能减少到90％以上，且可以不用浆料，的强度和耐磨性得到很大改善，大大提高了线锯的切割效率，采用四根芯线旋拧为线组，这样能够具有更高的耐疲劳性能，达到所需强度的基础上，大大增加了线锯的使用寿命和适应连续生产的能力。

技术领域

本发明涉及一种高强度硅基片金刚石线锯。

背景技术

近年来光伏发电产业发展迅猛，硅片是制造光伏电池的基板，线锯首先将硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片。硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。线锯是在研磨浆料的配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线，最多可达1000条切割线相互平行地缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线网。马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒5～25米的速度移动。切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。碳化硅颗粒均匀地包覆在高速运动中的切割线表面，利用自身的坚硬特性、锋利菱角与切割线共同作用将硅棒逐步截断。但是研磨浆中的碳化硅颗粒易于磨损高速运动中的切割线，改变切割线线径，从而影响切割品质。如果改用金刚线来切片需对当前线切割机进行结构改造、同时固定在钢线表面的金刚石粒径离散性大造成硅片表面有不规则的线痕影响了大面积使用。随着整个太阳能行业的发展，太阳能硅片切割设备投入近几年以几十倍的增长运行，其中切割用钢线随切片机台的扩产而大量消耗、年消耗钢线材数万吨。在太阳能硅片线切割中大量使用线切钢线，不利于环境控制和造成企业成本的增加，为了适应未来市场需求及价格的竞争发展需要，整个行业都在为如何提高钢线表面耐磨性和使用量及切割效率和降低切割成本而又不改变现有切割设备和工艺、不停地寻找新的途径。除此之外，由于金刚石线锯往往用于切割硬度较高的材料，所以其使用寿命往往不长，从而加大了太阳能产品的生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种高强度硅基片金刚石线锯。

为解决上述技术问题，本高强度硅基片金刚石线锯包括线锯基绳、磨削体载体涂层、金刚石磨削体，其中，所述磨削体载体涂层涂覆在所述线锯基绳外壁上，所述金刚石磨削体布设在所述磨削体载体涂层内，所述线锯基绳的直径为100～200um，所述磨削体载体涂层为非晶态合金涂层，所述金刚石磨削体的颗粒直径为2～8um。如此设计，非晶态合金又称为金属玻璃，具有长程无序、短程有序的亚稳态结构特征。固态时其原子的三维空间呈拓扑无序排列，并在一定温度范围内这种状态保持相对稳定。与传统的晶态合金相比，非晶合金具备很多优异的性能，如高强度、高硬度、耐磨和耐腐蚀等。与普通线材相比，本发明的线材制作的线锯强度、耐磨性明显提高。金刚石磨削粒在非晶态合金高温熔融状态下呈现固体状态，硬度很高，能进一步提高非晶态合金涂层的耐磨性；并且均匀分布的金刚石磨削粒能起到与研磨浆料中碳化硅颗粒相同的作用，即在高速运动时将硅棒逐步截断，从而减少研磨浆料的使用，节约成本的同时减少浆料对切割线的磨损。

作为优化，所述线锯基绳包括双面绒绳套、四根碳钢芯线和缝隙填充物，其中，所述双面绒绳套包套在四根碳钢芯线外部，所述缝隙填充物填满双面绒绳套和四根碳钢芯线之间的缝隙。

作为优化，四根所述碳钢芯线两两一组，搓为麻绳状线组，然后再将两麻绳状线组搓为复合麻绳。

作为优化，所述金刚石磨削体热复合在磨削体载体涂层上，共同形成磨削层，该磨削层中与磨削体载体涂层与金刚石磨削体的重量份比例为4～2：1。

作为有边界数据，所述线锯基绳的直径为200um，所述金刚石磨削体的颗粒直径为2um；所述磨削层中与磨削体载体涂层与金刚石磨削体的重量份比例为4：1。