專利名稱：太陽能硅片線切割導(dǎo)輥與專用鍍膜機和電鍍機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能硅片切割設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種太陽能硅片線切割導(dǎo)輥與專用鍍膜機和電鍍機。
背景技術(shù)：
中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)近五年發(fā)展迅猛，太陽能硅片切割設(shè)備投入近幾年以幾十倍的投入運行，其中切割用鋼線排線用V型導(dǎo)線輥，隨切片機臺的擴產(chǎn)而大量消耗、其中V型導(dǎo)線輥的表面磨損及耐磨特性直接影響切片品質(zhì)和設(shè)備的利用率及綜合線切成本。在太陽能硅片線切割過程中，整個機理是利用碳化硅顆粒的堅硬特性和鋒利菱角將硅棒截斷，切割時切割鋼線在V型鋼線導(dǎo)輥上等間隔地、均勻地排線來帶動砂漿在高速運動中的鋼線表面，均勻平穩(wěn)的使碳化硅微粒來切割硅棒表面，導(dǎo)線輥是控制切片厚度的一個關(guān)鍵控制點.在切割過程中導(dǎo)輥表面同時也被高速運動中的碳化硅間接磨損，V型槽間距發(fā)生變化而影響線切品質(zhì)。隨著整個太陽能行業(yè)的發(fā)展，在太陽能硅片線切割中大量使用復(fù)合聚氨酯彈性體導(dǎo)輥，由于其表面的耐磨性受聚合體的材料結(jié)構(gòu)影響，實際使用壽命周期在150-200小時之間已造成切片品質(zhì)不穩(wěn)定。在生產(chǎn)過程中更換導(dǎo)輥是個很復(fù)雜的工作，需要專業(yè)的操作人員花費5-8小時才能換好，也意味著企業(yè)需停機5-8小時，造成其他機臺設(shè)備資源的浪費，換好后還需要清洗其他設(shè)，進行表面重新修復(fù)增加企業(yè)成本，增加工人勞動強度，整個行業(yè)都在為如何提高V型鋼線導(dǎo)輥表面耐磨性和提高使用壽命及提高機臺利用率、降低切割成本而又不改變現(xiàn)有切割導(dǎo)輥的制作工藝尋找新的途徑。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供一種太陽能硅片線切割導(dǎo)輥在現(xiàn)有復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體上鍍一層耐磨復(fù)合層，提升V型導(dǎo)輥基體表面與砂漿鋼線之間的耐磨特性，增加V型導(dǎo)輥基體的使用壽命， 減少更換次數(shù)，穩(wěn)定切片良率及降低生產(chǎn)成本。本實用新型提供一種專用鍍膜機，采用磁控濺射工藝實現(xiàn)復(fù)合聚氨酯基體表面金
屬化處理。本實用新型提供一種專用電鍍機，采用電鍍工藝實現(xiàn)耐磨復(fù)合層的電鍍。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種太陽能硅片線切割導(dǎo)輥， 具有復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體，V型導(dǎo)輥基體表面上鍍有金屬復(fù)合層，在金屬復(fù)合層表面鍍有耐磨復(fù)合層，所述的金屬復(fù)合層為鎳、鈦、銅和鉻中的一種制成的金屬復(fù)合層，所述的耐磨復(fù)合層為含有耐磨微粒的防粘聚合體，防粘聚合體為聚四氟乙烯樹脂。所述的金屬復(fù)合層的厚度為0. IOum-O. 38um。所述的耐磨微粒為粒徑0. 2um-2. Oum的碳化硅和/或金剛石微粒，所述的耐磨復(fù)合層的厚度為2um-15um。[0011]一種生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用鍍膜機，用于復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體表面金屬化，包括真空室以及抽真空機組，真空室內(nèi)設(shè)有一對安裝V型導(dǎo)輥基體的導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架，導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架上對應(yīng)設(shè)置至少一組安裝V型導(dǎo)輥基體的夾具，真空室內(nèi)安裝有至少一個磁控靶位以及與磁控靶位對應(yīng)設(shè)置的金屬靶位，真空室外設(shè)有控制磁控靶位工作的磁控電源柜。為提高工作效率，所述的導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架上設(shè)置有四組安裝V型導(dǎo)輥基體的夾具，可同時加工1至4組V型導(dǎo)輥，工作效率較高。為實現(xiàn)四種金屬的磁控濺射，所述的磁控靶位數(shù)量為四個，四個磁控靶位均勻圍繞在導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架的周向，金屬靶位可配置鎳靶、鈦靶、銅靶、鉻靶中的一種或多種組合的金屬，可按工藝需要配置不同的金屬組合。一種生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機，用于在已表面金屬化的V型導(dǎo)輥基體表面電鍍耐磨復(fù)合層，包括電鍍槽、電鍍電源、設(shè)置在電鍍槽內(nèi)的鎳電極、支撐鎳電極的電極支架和電鍍液循環(huán)泵，鎳電極具有安裝V型導(dǎo)輥基體的空腔，鎳電極的兩端設(shè)有支撐V型導(dǎo)輥基體并驅(qū)動V型導(dǎo)輥基體轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥支架，鎳電極和V型導(dǎo)輥基體之間的空腔內(nèi)具有隔離網(wǎng)，所述的電鍍槽內(nèi)具有電鍍液，鎳電極的兩端分別為電鍍液的進液口和出液口，出液口與電鍍槽連通，進液口與電鍍槽通過電鍍液循環(huán)泵連通形成電鍍液循環(huán)回路，所述的電鍍電源的正極與V型導(dǎo)輥基體電連接，電鍍電源的負極與鎳電極電連接。優(yōu)選電鍍液，所述的電鍍液為鎳復(fù)合電鍍液。為實現(xiàn)不停機自動添加微粒，提高生產(chǎn)效率并實現(xiàn)鍍層的均勻一致性，還具有控制鎳電極內(nèi)電鍍液中碳化硅和/或金剛石微粒濃度的微粒添加裝置，所述的微粒添加裝置包括微粒貯存器和實時微粒含量探測控制器，所述的微粒貯存器與鎳電極的空腔連通，所述的實時微粒含量探測控制器設(shè)置在鎳電極空腔內(nèi)的電鍍液中并與微粒貯存器控制連接。為實時監(jiān)控電鍍液的品質(zhì)，所述的電鍍槽上設(shè)有測量電鍍液的pH計和溫度計。本實用新型的有益效果是，本實用新型一種太陽能硅片線切割導(dǎo)輥與專用鍍膜機和電鍍機，采用磁控濺射的真空鍍膜法和電鍍復(fù)合耐磨層法在V型導(dǎo)輥基體表面制作耐磨層，制成的V型導(dǎo)輥基體在不改變現(xiàn)有切割工藝條件下，提高V型導(dǎo)輥基體的使用壽命和減少更換次數(shù)、穩(wěn)定切片良率及提高設(shè)備利用率、降低切割綜合成本。使用不同的結(jié)構(gòu)材料的耐磨復(fù)合層和軸向不等厚鍍層來提升V型導(dǎo)輥基體表面與砂漿鋼線之間的耐磨特性匹配來增加V型導(dǎo)輥基體的使用壽命，采用軸向不等厚度鍍層能有效地降底鋼線在V型導(dǎo)輥基體出線端的磨損，并能改善硅片TTV，減少線痕的產(chǎn)生。所獲得的含微粒的耐磨復(fù)合層對砂漿有不粘性易清洗特點、可幫助操作者易觀察到每一刀后耐磨復(fù)合層的損傷和破壞區(qū)域狀況及時預(yù)防切片品質(zhì)的波動趨勢和耐磨作用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥最佳實施例的機構(gòu)示意圖及其局部放大圖；圖2是本實用新型的生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用鍍膜機的最佳實施例的半透視視圖；[0023]圖3是本實用新型的生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用鍍膜機的最佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機的最佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1. V型導(dǎo)輥基體，1-1.金屬復(fù)合層，1-2.耐磨復(fù)合層，2.真空室，21.磁控靶位，22.金屬靶位，23.磁控電源柜，3.抽真空機組，4.導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架，41.夾具，5.電鍍槽，51.鎳電極，51-1.隔離網(wǎng)，51-2.進液口，51-3.出液口，52.電極支架，53.電鍍液循環(huán)泵，6.電鍍電源。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖， 僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。如
圖1所示的本實用新型的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的最佳實施例，具有復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體1，V型導(dǎo)輥基體1表面上鍍有金屬復(fù)合層1-1，在金屬復(fù)合層1-1表面鍍有耐磨復(fù)合層1-2，金屬復(fù)合層1-1為鎳、鈦、銅和鉻中的一種或多種組成的金屬復(fù)合層，耐磨復(fù)合層1-2為參雜有耐磨微粒的防粘聚合體，防粘聚合體為聚四氟乙烯樹脂。金屬復(fù)合層1-1的厚度為0. IOum-O. 38um。耐磨微粒為粒徑0. 2um~2. Oum的碳化硅和/或金剛石微粒，耐磨復(fù)合層1-2中的厚度為2um-15um。如圖2圖3所示的本實用新型的生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用鍍膜機的最佳實施例，用于復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體1表面金屬化，包括真空室2以及抽真空機組 3，真空室2內(nèi)設(shè)有一對安裝V型導(dǎo)輥基體1的導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架4，導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架4上對應(yīng)設(shè)置四組安裝V型導(dǎo)輥基體1的夾具41，真空室2內(nèi)安裝有四個磁控靶位21以及與磁控靶位21對應(yīng)設(shè)置的金屬靶位22，真空室2外設(shè)有控制磁控靶位21工作的磁控電源柜23。磁控靶位21數(shù)量為四個，四個磁控靶位21均勻圍繞在導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架4的周向， 金屬靶位22可配置鎳靶、鈦靶、銅靶、鉻靶中的一種。如圖4所示的本實用新型的生產(chǎn)太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機的最佳實施例，用于在已表面金屬化的V型導(dǎo)輥基體1表面電鍍耐磨復(fù)合層1-2，包括電鍍槽5、電鍍電源6、設(shè)置在電鍍槽5內(nèi)的鎳電極51、支撐鎳電極51的電極支架52和電鍍液循環(huán)泵53， 鎳電極51具有安裝V型導(dǎo)輥基體1的空腔，鎳電極51的兩端設(shè)有支撐V型導(dǎo)輥基體1并驅(qū)動V型導(dǎo)輥基體1轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥支架M，鎳電極51和V型導(dǎo)輥基體1之間的空腔內(nèi)具有隔離網(wǎng)51-1，電鍍槽5內(nèi)具有電鍍液，鎳電極51的兩端分別為電鍍液的進液口 51-2和出液口 51-3，出液口 51-3與電鍍槽5連通，進液口 51-2與電鍍槽5通過電鍍液循環(huán)泵53連通形成電鍍液循環(huán)回路，電鍍電源6的正極與V型導(dǎo)輥基體1電連接，電鍍電源6的負極與鎳電極51電連接。還具有控制鎳電極51內(nèi)電鍍液中碳化硅和/或金剛石微粒濃度的微粒添加裝置，微粒添加裝置包括微粒貯存器和實時微粒含量探測控制器，微粒貯存器與鎳電極51的空腔連通，實時微粒含量探測控制器設(shè)置在鎳電極51空腔內(nèi)的電鍍液中并與微粒貯存器控制連接。電鍍槽5上設(shè)有測量電鍍液的pH計7和溫度計8。電鍍液為鎳復(fù)合電鍍液，電鍍液中含有碳化硅和/或金剛石微粒以及聚四氟乙烯樹脂。[0032]以下通過加工NTC442V型導(dǎo)輥基體1表面鍍4um厚度含粒徑D50 = 1. Oum的碳化硅微粒耐磨復(fù)合層1-2和復(fù)合聚氨酯V型導(dǎo)輥基體1表面金屬化厚度0. 15um磁控濺射 98%鎳和2%鈦的復(fù)合金屬層1-1，來具體闡述本實用新型的全部操作過程第一步、準備V型導(dǎo)輥基體1 取NTC442已完成開V型槽的導(dǎo)輥1至4根，使用超聲波清洗機去除V型導(dǎo)輥基體1表面的微粒和污跡點；使用低溫真空烘干機去除V型導(dǎo)輥基體1表面水跡點。第二步、真空鍍膜將V型導(dǎo)輥基體1裝載到專用鍍膜機中的導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架4 上，配置四個金屬靶位22上的靶材取三個鎳金屬靶和一個鈦金屬靶；V型導(dǎo)輥基體1表面微處理，等離子清洗氣體為80%氬氣+20%氧氣，基礎(chǔ)真空度需達到2. 0x10-31^ ；通過磁控濺射工藝V型導(dǎo)輥基體1表面金屬化鍍膜厚度為0. 150um-0. 160um之間，整個金屬化過程由自動化程序控制，全部完成需耗時3小時。第三步、電鍍耐磨層將一根已表面金屬化的V型導(dǎo)輥基體1安裝到專用電鍍機中的鎳電極51的空腔中，V型導(dǎo)輥基體1安裝在導(dǎo)輥支架M上，導(dǎo)輥支架M可驅(qū)動V型導(dǎo)輥基體1轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)速從0-15rpm)，取500kg鎳復(fù)合電鍍液并調(diào)節(jié)好pH值和溫度，用電鍍液循環(huán)泵53將鎳復(fù)合電鍍液從電鍍槽5中打入到鎳電極51中并使電鍍液充滿并且開始回流，并確保新的鎳復(fù)合電鍍進入到鎳電極51內(nèi)部形成循環(huán)回路，將V型導(dǎo)輥基體1表面接上電鍍電源6，在鎳電極51中加入500g粒徑D50 = Ium的碳化硅微粒和粒徑為80nm的聚四氟乙烯樹脂，V型導(dǎo)輥基體1電鍍成含96%碳化硅微粒和4%聚四氟乙烯樹脂的耐磨復(fù)合層厚度4um時，電鍍液pH值3. 2，電鍍液溫度45°C，電鍍時間20分鐘，清水沖洗時間5 分鐘、風(fēng)干時間2分鐘。通過上述三大步可制得耐磨層厚度為4um的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥，可替代常規(guī)鋼線導(dǎo)輥使用而不改變原有線切割機的工藝，導(dǎo)輥使用壽命可增加30% -40%、減少導(dǎo)輥更換次數(shù)，節(jié)約人力，提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求1.一種太陽能硅片線切割導(dǎo)輥，具有復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體(1)，其特征是: V型導(dǎo)輥基體(1)表面上鍍有金屬復(fù)合層(1-1)，在金屬復(fù)合層(1-1)表面鍍有耐磨復(fù)合層 (1-2)，所述的金屬復(fù)合層(1-1)為鎳、鈦、銅和鉻中的一種制成的金屬復(fù)合層。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥，其特征是所述的金屬復(fù)合層(1-1) 的厚度為 0. IOum-O. 38um。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥，其特征是所述的耐磨復(fù)合層(1-2) 的厚度為2um-15um。
4.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1 3任一項所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用鍍膜機，用于復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體(1)表面金屬化，其特征是包括真空室O)以及抽真空機組(3)，真空室O)內(nèi)設(shè)有一對安裝V型導(dǎo)輥基體(1)的導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架G)，導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架(4)上對應(yīng)設(shè)置至少一組安裝V型導(dǎo)輥基體(1)的夾具(41)，真空室O)內(nèi)安裝有至少一個磁控靶位以及與磁控靶位對應(yīng)設(shè)置的金屬靶位(22)，真空室(2)外設(shè)有控制磁控靶位(21)工作的磁控電源柜03)。
5.如權(quán)利要求4所述的專用鍍膜機，其特征是所述的導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架(4)上設(shè)置有四組安裝V型導(dǎo)輥基體(1)的夾具01)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的專用鍍膜機，其特征是所述的磁控靶位數(shù)量為四個， 四個磁控靶位均勻圍繞在導(dǎo)輥自公轉(zhuǎn)機架⑷的周向，金屬靶位02)可配置鎳靶、鈦靶、銅靶、鉻靶中的一種。
7.—種生產(chǎn)權(quán)利要求1 3任一項所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機，用于在已表面金屬化的V型導(dǎo)輥基體(1)表面電鍍耐磨復(fù)合層(1-2)，其特征是包括電鍍槽 (5)、電鍍電源(6)、設(shè)置在電鍍槽(5)內(nèi)的鎳電極(51)、支撐鎳電極(51)的電極支架(52) 和電鍍液循環(huán)泵(53)，鎳電極(51)具有安裝V型導(dǎo)輥基體(1)的空腔，鎳電極(51)的兩端設(shè)有支撐V型導(dǎo)輥基體(1)并驅(qū)動V型導(dǎo)輥基體(1)轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥支架64)，鎳電極(51)和 V型導(dǎo)輥基體(1)之間的空腔內(nèi)具有隔離網(wǎng)(51-1)，所述的電鍍槽(5)內(nèi)具有電鍍液，鎳電極(51)的兩端分別為電鍍液的進液口(51-2)和出液口(51-3)，出液口(51-3)與電鍍槽 (5)連通，進液口(51- 與電鍍槽( 通過電鍍液循環(huán)泵(5 連通，所述的電鍍電源(6) 的正極與V型導(dǎo)輥基體⑴電連接，電鍍電源(6)的負極與鎳電極(51)電連接。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機，其特征是所述的電鍍液為鎳復(fù)合電鍍液。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機，其特征是還具有控制鎳電極(51)內(nèi)電鍍液中碳化硅和/或金剛石微粒濃度的微粒添加裝置，所述的微粒添加裝置包括微粒貯存器和實時微粒含量探測控制器，所述的微粒貯存器與鎳電極(51)的空腔連通，所述的實時微粒含量探測控制器設(shè)置在鎳電極(51)空腔內(nèi)的電鍍液中并與微粒貯存器控制連接。
10.如權(quán)利要求7所述的太陽能硅片線切割導(dǎo)輥的專用電鍍機，其特征是所述的電鍍槽(5)上設(shè)有測量電鍍液的PH計(7)和溫度計(8)。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能硅片線切割導(dǎo)輥與專用鍍膜機和電鍍機，由復(fù)合聚氨酯制成的V型導(dǎo)輥基體，在V型導(dǎo)輥基體表面上鍍有金屬復(fù)合層，在金屬復(fù)合層表面鍍有耐磨復(fù)合層，所述的金屬復(fù)合層為鎳、鈦、銅和鉻中的一種或多種組成的金屬復(fù)合層，所述的耐磨復(fù)合層為防粘聚合體，防粘聚合體中有耐磨微粒。本實用新型制成的V型導(dǎo)輥基體在不改變現(xiàn)有切割工藝條件下，提高V型導(dǎo)輥基體的使用壽命和減少更換次數(shù)、穩(wěn)定切片良率及提高設(shè)備利用率、降低切割綜合成本。
文檔編號C23C14/35GK202079687SQ20112013625
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
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