中國(guó)粉體網(wǎng)訊 金剛石線(xiàn)鋸也稱(chēng)為金剛線(xiàn),這種技術(shù)被成功地用于對(duì)硅塊、陶瓷、花崗巖或貴重寶石等切割加工。早前的線(xiàn)鋸母線(xiàn)和磨料不是一體,而是相互分開(kāi),線(xiàn)鋸是由光滑的鋼線(xiàn)和游離的磨料構(gòu)成,將金剛石砂漿單獨(dú)添加到母線(xiàn)和硅料接觸的位置。游離磨料切割方法效率很差,對(duì)一些藍(lán)寶石陶瓷等堅(jiān)硬物質(zhì)難以加工,需要切割的時(shí)間很長(zhǎng)。人們將金剛石磨料用電鍍工藝或樹(shù)脂結(jié)合方式固定到金屬線(xiàn)上,制成了固定金剛石線(xiàn)鋸。電鍍金剛石線(xiàn)鋸就是通過(guò)電鍍方式產(chǎn)生金屬鍍層,將溶液中懸浮的高耐磨性、高硬度的金剛石包裹在鍍層中的復(fù)合電鍍過(guò)程,是 一種線(xiàn)切割工具。
金剛石線(xiàn)鋸成品圖
金剛石線(xiàn)鋸組成
生產(chǎn)金剛石線(xiàn)鋸的原料由母線(xiàn)、電鍍鍍層和金剛石磨料組成。
金剛石線(xiàn)鋸截面示意圖
為了保證切割的順利與切面的質(zhì)量,線(xiàn)鋸的母線(xiàn)需要具有不易繃斷、抗彎折性好且柔軟的性能,不易繃斷是為了保證線(xiàn)鋸的壽命,韌性與柔軟性好是為了方便在滾筒上走線(xiàn)。母線(xiàn)表面金屬的電極電位需要低于要電鍍金屬的電位,所以母線(xiàn)一般選用表面鍍黃銅的鋼絲。目前,線(xiàn)鋸的母線(xiàn)直徑都在40μm~400μm之間,不同線(xiàn)徑的線(xiàn)鋸用于切割不同的材料,依據(jù)要切割的產(chǎn)品不同所需要線(xiàn)鋸的直徑也不同,如35~45μm線(xiàn)鋸常用于單晶硅的切割,50 μm線(xiàn)鋸常用于多晶硅的切割,60~100 μm線(xiàn)鋸常用于半導(dǎo)體的切割,100~200μm線(xiàn)鋸常用于磁性材料的切割,200~250μm線(xiàn)鋸常用于藍(lán)寶石的切割,300~400μm線(xiàn)鋸常用于硅晶體的切割。
電鍍金剛石線(xiàn)鋸的制造工藝
電鍍金剛石線(xiàn)鋸的制造工藝順序?yàn)椋呵疤幚、預(yù)鍍、上砂、加厚、后處理。
前處理主要包括對(duì)鋼絲和金剛石微粉的預(yù)處理,母線(xiàn)的預(yù)處理需要經(jīng)過(guò)砂紙的打磨除銹,堿洗除油污和酸洗除去氧化膜幾步操作。磨粒的預(yù)處理通常是堿洗除去表面油污,有鍍層的磨粒不能進(jìn)行酸洗處理。
預(yù)鍍是在母線(xiàn)上電鍍一層很薄的鍍層起到過(guò)渡作用,使磨料在母線(xiàn)上更牢固。
上砂是將金剛石微粉通過(guò)復(fù)合電鍍的方法固結(jié)在鋼絲上的過(guò)程,是金剛線(xiàn)制造中決定最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要步驟,直接影響到線(xiàn)鋸的質(zhì)量。上砂方法有很多種:一是埋砂法,埋砂法是把母線(xiàn)放在上砂槽底部,用金剛石磨料將母線(xiàn)全部埋住,與母線(xiàn)接觸的金剛石磨料被電鍍產(chǎn)生的金屬鍍層包裹在母線(xiàn)上。二是懸浮法,懸浮法是通過(guò)攪拌器在鍍液中攪拌使金剛石處于懸浮狀態(tài),鍍層在成長(zhǎng)的過(guò)程中將懸浮于母線(xiàn)附近的金剛石固結(jié)起來(lái)。
加厚是使線(xiàn)鋸表面鍍層達(dá)到所需厚度,保證金剛石不易脫落。
后處理是指線(xiàn)鋸要放入烘箱內(nèi)的除氫防止氫脆,用濾紙或離心的方式分離鍍液和金剛石,再回收儲(chǔ)存處理。
金剛石線(xiàn)鋸的應(yīng)用
太陽(yáng)能領(lǐng)域:
在太陽(yáng)能領(lǐng)域,單晶硅硅棒或多晶硅硅錠的切方過(guò)程中,金剛石線(xiàn)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的切割方式往往效率低下且精度難以保證,而金剛石線(xiàn)以其出色的硬度和耐磨性,能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率的切方操作。
在硅片的切片方面,金剛石線(xiàn)更是成為了主流的切割工具。其能夠?qū)⒐桢V切割成薄而均勻的硅片,且切片速度快、表面質(zhì)量好。通過(guò)優(yōu)化金剛石線(xiàn)的線(xiàn)徑和張力等參數(shù),可以使得硅片的厚度更加精確,從而提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
用金剛石線(xiàn)繩鋸機(jī)切割碳化硅陶瓷示意圖
LED 領(lǐng)域:
在制造 LED 襯底時(shí),金剛石線(xiàn)可以將藍(lán)寶石晶棒切割成平整的薄片,滿(mǎn)足 LED 芯片對(duì)襯底的嚴(yán)格要求。而且,金剛石線(xiàn)的使用可以有效減少切片過(guò)程中的崩邊、裂紋等缺陷,提高藍(lán)寶石晶片的良品率,降低生產(chǎn)成本。
其他領(lǐng)域:
在磁性材料方面,如釹磁石或鐵素體磁石等的加工中,金剛石線(xiàn)能夠應(yīng)對(duì)這些材料的高強(qiáng)度和硬度。它可以精確地切割磁性材料,滿(mǎn)足各種形狀和尺寸的需求。在制造高性能電機(jī)的釹磁石部件時(shí),金剛石線(xiàn)能夠確保切割出的磁石具有精確的幾何形狀和良好的磁性能。
而在各種基板的切割中,金剛石線(xiàn)也具有廣泛的應(yīng)用。無(wú)論是玻璃基板還是陶瓷基板,金剛石線(xiàn)都能夠提供高質(zhì)量的切割效果。
參考來(lái)源:
王振豪,多層鍍Ni金剛石磨粒的制備以及線(xiàn)鋸 制造工藝的探究
陳勇彪等,金剛石線(xiàn)鋸切割碳化硅陶瓷的機(jī)理與工藝研究
李靖華,線(xiàn)鋸用人造金剛石微粉表面改性及應(yīng)用研究
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