專利名稱：切割鋼絲表面鍍金剛石工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于切割太陽(yáng)能硅晶片、藍(lán)寶石、玻璃等硬脆材料的切割鋼絲的制備工藝。
背景技術(shù)：
目前所用的切割鋼絲的表面是光滑的，一般在切割鋼絲的表層電鍍上一層銅、鋅或者是銅鋅合金，其具體生產(chǎn)工藝過(guò)程為一、將￠5.5的盤條經(jīng)機(jī)械除銹、電解酸洗后進(jìn)行第一次涂硼，再進(jìn)行第一次拉絲，通常稱為粗拉絲工序；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行第二次涂硼、第二次拉絲，通常稱為中間拉絲工序；三、接著再進(jìn)行第二次熱處理，然后進(jìn)行鍍銅或鍍鋅，電鍍完成后進(jìn)行熱擴(kuò)散；四、對(duì)電鍍后的鋼絲進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)檢驗(yàn)合格的鋼絲進(jìn)行濕拉絲；五、最后檢驗(yàn)、裝箱、入庫(kù)。上述常規(guī)切割鋼絲的表面太光滑，而且鍍層相對(duì)柔軟，在用切割鋼絲進(jìn)行硅晶片的多線切割——俗稱線切割的時(shí)候，表面的鍍層很容易被SiC砂漿磨損而脫落，嚴(yán)重影響了線切割的穩(wěn)定性，制約了連續(xù)多線切割效率的發(fā)揮。 而且，由于切割鋼絲在切割過(guò)程中，很容易磨損，造成頭尾的鋼絲直徑變化較大，正常的在5-10 u m之間，嚴(yán)重的話大于10 u m,導(dǎo)致切割下來(lái)的硅晶片，厚薄差異較大，影響了硅晶片的整體質(zhì)量。另一方面，這種表面光滑的切割鋼絲，在實(shí)現(xiàn)切割的過(guò)程中必須借助于SiC砂漿，其具體過(guò)程為將SiC砂漿與烷基類有機(jī)物混合，配置成懸濁液，借助于噴淋循環(huán)系統(tǒng)，將懸濁液噴到切割鋼絲上，由鋼絲帶動(dòng)SiC與硅棒進(jìn)行摩擦，隨著切割鋼絲的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而對(duì)硅棒進(jìn)行切割。在整個(gè)切割過(guò)程中，SiC的棱角被磨圓，砂漿逐漸消耗。殘余的砂漿就與硅棒的碎屑混合在一起，必須對(duì)其進(jìn)行清洗、過(guò)濾、提純，才能進(jìn)行重復(fù)使用，處理的成本巨大。并且在這一處理過(guò)程中，對(duì)水的消耗巨大，而且污水中含有大量的烷基類有機(jī)物，很難處理回收，存在極大的環(huán)境污染隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能在切割鋼絲表面附著一層金剛石粉末，從而使切割鋼絲具有高效切割功能、而且切割時(shí)無(wú)需使用SiC砂漿從而更節(jié)能更環(huán)保的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案。所述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，包括如下步驟一、將盤條經(jīng)機(jī)械除銹、電解酸洗后進(jìn)行第一次涂硼，再進(jìn)行第一次拉絲，通常稱為粗拉絲工序；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行第二次涂硼、第二次拉絲，通常稱為中間拉絲工序；三、接著再進(jìn)行第二次熱處理；其特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)第二次熱處理后，對(duì)鋼絲表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行預(yù)鍍鎳，預(yù)鍍鎳所用鍍液中各成份的質(zhì)量含量如下硫酸鎳(30±5)%,氯化鎳(25±5)%,硼酸(5±2)%,十二烷基硫酸鈉(6±2)%，1，4_ 丁炔二醇(14±2)%，余量為質(zhì)量濃度為(15±1)%的氨水；預(yù)鍍鎳工序中，鍍液溫度為35-38°C，pH值為4. 1-4. 5 ;電流密度I. 2-1. 5A/dm2，電度時(shí)間為3-5分鐘；四、預(yù)鍍鎳工序后，在鋼絲預(yù)鍍層上進(jìn)行金剛石粉電鍍沉積，使鋼絲表面牢固均勻地附著上金鋼石粉末，其具體參數(shù)為電流密度為2. 8-3. 2A/dm2，沉積速度為12. 5-14. 5 ym/h，鋼絲的埋入深度為金剛石粉層總厚度的68-75% ;五、然后對(duì)鋼絲進(jìn)行清洗烘干即可。進(jìn)一步地，前述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，其中所述的盤條的直徑為￠5. 5毫米。進(jìn)一步地，前述的切割 鋼絲表面鍍金剛石工藝，其中最后對(duì)清洗烘干后的鋼絲進(jìn)行檢驗(yàn)、裝箱、入庫(kù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)使電鍍金剛石的切割鋼絲滿足如下技術(shù)指標(biāo)(1)切割鋼絲上金剛石顆粒的密度為170-190個(gè)/ mm2, (2)金剛石顆粒的鑲嵌深度為其粒徑的50-75%，(3)鋼絲經(jīng)400°C保溫I小時(shí)，再經(jīng)水冷處理后，鍍層應(yīng)不碎裂。本發(fā)明的有益效果是在表面光滑的切割鋼絲表面牢固地鍍附上一層高硬度的、具有極高切割性能的金剛石粉末，通過(guò)使用這種表面鍍附金剛石的切割鋼絲，可以得到厚薄一致、切面光滑的高質(zhì)量硅片；通過(guò)使用這種表面鍍附金剛石的切割鋼絲，切割過(guò)程中可以免除SiC砂漿的使用，從而避免了污水的排放，達(dá)到節(jié)能、降耗、環(huán)保的功效。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例I。所述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，包括如下步驟一、將￠5. 5毫米的盤條經(jīng)機(jī)械除銹、電解酸洗后進(jìn)行第一次涂硼，再進(jìn)行第一次拉絲，通常稱為粗拉絲工序；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行第二次涂硼、第二次拉絲，通常稱為中間拉絲工序；三、接著再進(jìn)行第二次熱處理；經(jīng)過(guò)第二次熱處理后，對(duì)鋼絲表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行預(yù)鍍鎳，預(yù)鍍鎳所用鍍液中各成份的質(zhì)量含量如下硫酸鎳25%，氯化鎳20%，硼酸3. 2%，十二烷基硫酸鈉4. 2%，I, 4- 丁炔二醇12%，余量為質(zhì)量濃度為13%的氨水；預(yù)鍍鎳工序中，鍍液溫度為35°C, pH值為4. I ;電流密度I. 2A/dm2，電度時(shí)間為3_5分鐘；四、預(yù)鍍鎳工序后，在鋼絲預(yù)鍍層上進(jìn)行金剛石粉電鍍沉積，使鋼絲表面牢固均勻地附著上金鋼石粉，其具體參數(shù)為電流密度為2. 8A/ dm2，沉積速度為12. 5-14. 5 u m/h，鋼絲的埋入深度為金剛石粉層總厚度的68% ;五、然后對(duì)鋼絲進(jìn)行清洗烘干即可。最后對(duì)清洗烘干后的鋼絲進(jìn)行檢驗(yàn)、裝箱、入庫(kù)。經(jīng)檢驗(yàn)，電鍍金剛石的切割鋼絲滿足如下技術(shù)指標(biāo)(1)切割鋼絲上金剛石顆粒的密度約為180個(gè)/ mm2, (2)金剛石顆粒的鑲嵌深度約為其粒徑的50_75%，(3)鋼絲經(jīng)400°C保溫I小時(shí)，再經(jīng)水冷處理后，鍍層不碎裂。實(shí)施例2。所述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，包括如下步驟一、將￠5. 5毫米的盤條經(jīng)機(jī)械除銹、電解酸洗后進(jìn)行第一次涂硼，再進(jìn)行第一次拉絲，通常稱為粗拉絲工序；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行第二次涂硼、第二次拉絲，通常稱為中間拉絲工序；三、接著再進(jìn)行第二次熱處理；其特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)第二次熱處理后，對(duì)鋼絲表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行預(yù)鍍鎳，預(yù)鍍鎳所用鍍液中各成份的質(zhì)量含量如下硫酸鎳30%,氯化鎳25%,硼酸5%,十二燒基硫酸鈉6%，I, 4- 丁炔二醇14%，余量為質(zhì)量濃度為15%的氨水；預(yù)鍍鎳工序中，鍍液溫度為36°C，pH值為4. 3 ;電流密度I. 4A/dm2，電度時(shí)間為4分鐘；四、預(yù)鍍鎳工序后，在鋼絲預(yù)鍍層上進(jìn)行金剛石粉電鍍沉積，使鋼絲表面牢固均勻地附著上金鋼石粉，其具體參數(shù)為電流密度為3A/dm2，沉積速度為14 ym/h，鋼絲的埋入深度為金剛石粉層總厚度的70% ;五、然后對(duì)鋼絲進(jìn)行清洗烘干即可。最后對(duì)清洗烘干后的鋼絲進(jìn)行檢驗(yàn)、裝箱、入庫(kù)。經(jīng)檢驗(yàn)，電鍍金剛石的切割鋼絲滿足如下技術(shù)指標(biāo)(1)切割鋼絲上金剛石顆粒的密度約為170-190個(gè)/ mm2, (2)金剛石顆粒的鑲嵌深度約為其粒徑的69%，(3)鋼絲經(jīng)400°C保溫I小時(shí)，再經(jīng)水冷處理后，鍍層不碎裂。實(shí)施例3。所述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，包括如下步驟一、將￠5. 5毫米的盤條經(jīng)機(jī)械除銹、電解酸洗后進(jìn)行第一次涂硼，再進(jìn)行第一次拉絲，通常稱為粗拉絲工序；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行第二次涂硼、第二次拉絲，通常稱為中間拉絲工序；三、接著再進(jìn)行第二次熱處理；其特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)第二次熱處理后，對(duì)鋼絲表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行預(yù)鍍鎳，預(yù)鍍鎳所用鍍液中各成份的質(zhì)量含量如下硫酸鎳35%,氯化鎳30%,硼酸7%,十二燒基硫酸鈉8%，1, 4- 丁炔二醇16%，余量為質(zhì)量濃度為16%的氨水；預(yù)鍍鎳工序中，鍍液溫度為38°C，pH值為4. 5 ;電流密度I. 5A/dm2，電度時(shí)間為5分鐘；四、預(yù)鍍鎳工序后，在鋼絲預(yù)鍍層上進(jìn)行金剛石粉電鍍沉積，使鋼絲表面牢固均勻地附著上金鋼石粉，其具體參數(shù)為電流密度為3. 2A/dm2，沉積速度為14. 5 u m/h,鋼絲的埋入深度為金剛石粉層總厚度的75% ；
五、然后對(duì)鋼絲進(jìn)行清洗烘干即可。最后對(duì)清洗烘干后的鋼絲進(jìn)行檢驗(yàn)、裝箱、入庫(kù)。經(jīng)檢驗(yàn)，電鍍金剛石的切割鋼絲滿足如下技術(shù)指標(biāo)(I)切割鋼絲上金剛石顆粒的密度約為190個(gè)/ mm2, (2)金剛石顆粒的鑲嵌深度約為其粒徑的69%，(3)鋼絲經(jīng)400°C保溫I小時(shí)，再經(jīng)水冷處理后，鍍層不碎裂。
權(quán)利要求
1.切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，包括如下步驟一、將盤條經(jīng)機(jī)械除銹、電解酸洗后進(jìn)行第一次涂硼，再進(jìn)行第一次拉絲，通常稱為粗拉絲工序；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行第二次涂硼、第二次拉絲，通常稱為中間拉絲工序；三、接著再進(jìn)行第二次熱處理；其特征在于經(jīng)過(guò)第二次熱處理后，對(duì)鋼絲表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行預(yù)鍍鎳，預(yù)鍍鎳所用鍍液中各成份的質(zhì)量含量如下硫酸鎳(30 ±5)%，氯化鎳(25 ±5)%，硼酸(5 ±2)%，十二烷基硫酸鈉(6±2)%，1，4_ 丁炔二醇(14±2)%，余量為質(zhì)量濃度為(15±1)%的氨水；預(yù)鍍鎳工序中，鍍液溫度為35-38°C，pH值為4. 1-4. 5 ;電流密度I. 2-1. 5A/dm2，電度時(shí)間為3_5分鐘；四、預(yù)鍍鎳工序后，在鋼絲預(yù)鍍層上進(jìn)行金剛石粉電鍍沉積，使鋼絲表面牢固均勻地附著上金鋼石粉末，其具體參數(shù)為電流密度為2. 8-3. 2A/dm2，沉積速度為12. 5-14. 5 u m/h,鋼絲的埋入深度為金剛石粉層總厚度的68-75% ;五、然后對(duì)鋼絲進(jìn)行清洗烘干即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，其特征在于所述的盤條的直徑為5. 5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，其特征在于最后對(duì)清洗烘干后的鋼絲進(jìn)行檢驗(yàn)、裝箱、入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種切割鋼絲表面鍍金剛石工藝，包括如下步驟一、將盤條經(jīng)除銹、酸洗后進(jìn)行涂硼、拉絲；二、接著進(jìn)行中間熱處理，然后再依次進(jìn)行涂硼、拉絲；三、再進(jìn)行第二次熱處理；接著對(duì)鋼絲表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行預(yù)鍍鎳，其中，鍍液溫度為35-38℃，pH值為4.1-4.5；電流密度1.2-1.5A/dm2，電度時(shí)間為3-5分鐘；四、預(yù)鍍鎳工序后，在鋼絲預(yù)鍍層上進(jìn)行金剛石粉電鍍沉積，使鋼絲表面牢固均勻地附著上金鋼石粉；五、然后對(duì)鋼絲進(jìn)行清洗烘干即可。使用本發(fā)明所述工藝制得的切割鋼絲，具有高效切割功能，而且切割時(shí)無(wú)需使用SiC砂漿，從而更節(jié)能更環(huán)保。
文檔編號(hào)C25D15/00GK102653878SQ20121012146
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者吳曉玲 申請(qǐng)人:蘇閩(張家港)新型金屬材料科技有限公司