一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯及其应用制造技术

本发明专利技术涉及线切割技术领域，特别涉及一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯及其应用，本发明专利技术所述线锯芯部为金属丝，线锯表面是由金属镀层固结的金刚石颗粒，所述线锯由弯折部组成，该弯折部的正投影为周期性的波形曲线，该波形曲线中的一个周期性波包含一个或多个波峰或波谷，周期性波的波长为L，最高波峰和最低波谷间的高度为波高H，线锯芯部的直径为线径D，线锯正投影的波形曲线的轴向长度为S，线锯本身的长度为S

【技术实现步骤摘要】
一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯及其应用


[0001]本专利技术涉及线切割
，特别涉及一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯及其应用。

技术介绍

[0002]在光伏、半导体、LED等行业中，利用多线切割工艺，将硬脆材料如硅锭、蓝宝石等材料切割分片，是目前最常用最高效的工艺。其大体的工艺过程如下：
[0003]1)构建一组两个或三个导轮；
[0004]2)在导论上涂覆高分子材料，并在上面开微槽；
[0005]3)将单根金刚石线锯绕在导轮的微槽上，并从导轮的一侧绕到另一侧，最终形成线网；
[0006]4)硅锭、蓝宝石等被切割的材料固定在线网上方，并一定的速度缓慢下落，与运动的线网逐步接触，从而被线网切割；
[0007]5)硅锭、蓝宝石等被切割时，线网走线方向，在硅锭、蓝宝石等材料两侧布置有喷射冷却液的喷口，线网运动时带着冷却液进行切割；
[0008]金刚石线锯在切割硅锭、蓝宝石等材料时，实际上是线锯上的金刚石颗粒在一定压力作用下，与硅锭、蓝宝石接触，通过钢线运动，摩擦、挤压材料表面使之局部破碎、剥落，从而产生切割效果。而金刚石颗粒与被切割材料的摩擦、挤压，会产生大量的热量，如果不能很好的将热量传导出去，摩擦、挤压产生的高温，会使线锯上的金属镀层松软，金刚石颗粒脱落，从而无法切割。同时，破碎、剥落的碎屑要及时从切缝中带出来，不然，大量碎屑会裹住线锯上的金刚石颗粒，使其失去切割能力。
[0009]普通的直线型金刚石线锯，都只能靠直线表面的吸附作用，来携带冷却液进入线缝，和把硅粉碎屑带出线缝，这样的携带能力是不足的，从而导致在切割过程中时常会有各种质量缺陷的产生，如线痕等问题，也导致继续缩短单位切割时间，提高切割效率变得困难。

技术实现思路

[0010]本专利技术旨在提供一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯及其应用，本专利技术通过将线锯制作成具有弯折部的形状，并在合适张力作用下，依然保持一定的结构延伸率，从而提高携带冷却液的能力，提高从切缝中带出碎屑的能力，改善切割环境，提高切割效率。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术具体采用如下技术方案：
[0012]一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯，所述线锯芯部为金属丝，所述线锯表面是由金属镀层固结的金刚石颗粒，所述线锯由弯折部组成，该弯折部的正投影为周期性的波形曲线，该波形曲线中的一个周期性波包含一个或多个波峰或波谷，周期性波的波长为L，最高波峰和最低波谷间的高度为波高H，线锯芯部直径为线径D，线锯正投影的波形曲线的轴向长度为S，线锯本身的长度为S
’
，波长L与线径D之间的关系为：(L
‑
D)/D的值大于等
于5，小于等于100；波高H与线径D之间的关系为：(H
‑
D)/D的值大于等于0.5，小于等于15；线锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率大于等于0.005％，小于等于0.5％。
[0013]上述所述的波形曲线的轴向长度S也就是波形曲线两端的直线距离；线锯本身的长度S
’
指的是线锯实物的本身的长度，而非线锯投影的曲线的实际长度。当然上述所述的线锯芯部为金属丝，此处的金属丝可以为单根金属丝，也可以为多根金属丝，多根金属丝可以绞合为金属绳后作为线锯芯部再进行镀层固结金刚石颗粒。
[0014]当然，上述所述的弯折部可以是周期性的弯折，也可以不是周期性的弯折，但其投影仍然是周期性的波形曲线，例如线锯先进行二维弯折，二维弯折中部分弯折大，部分弯折小，然后再将大的弯折部垂直弯折一次形成三维弯折部，且控制两次弯折的操作手段，使二维弯折和三维弯折部分的投影相同。
[0015]优选的，所述线锯沿轴向由周期性弯折部组成。
[0016]优选的，所述波长L与线径D之间的关系为：(L
‑
D)/D的值大于等于25，小于等于60。
[0017]优选的，所述波高H与线径D之间的关系为：(H
‑
D)/D的值大于等于1，小于等于10。
[0018]优选的，所述线锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率大于等于0.049％，小于等于0.08％。本专利技术中所有涉及数值范围的均包括端值，如线锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍，包括0.3倍和0.9倍的取值。
[0019]优选的，所述波长L与线径D之间的关系为：(L
‑
D)/D的值大于等于25，小于等于60；和/或所述波高H与线径D之间的关系为：(H
‑
D)/D的值大于等于1，小于等于10；和/或所述线锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率大于等于0.049％，小于等于0.08％。
[0020]优选的，所述线径D在0.02mm～0.4mm之间。
[0021]优选的，所述线径D在0.03mm～0.08mm之间。
[0022]优选的，所述金属丝选自钢丝，钨或其合金丝，钼或其合金丝。
[0023]优选的，所述金属丝选自钢丝，所述钢丝为含碳量在0.65％～1.1％的冷拉钢丝。
[0024]优选的，所述金属镀层选自镍或其合金，铜或其合金，锌或其合金，钛或其合金。
[0025]优选的，所述线锯沿轴向在三维空间中弯折。
[0026]优选的，所述波长L与线径D之间的关系为：(L
‑
D)/D的值大于等于25，小于等于60；所述波高H与线径D之间的关系为：(H
‑
D)/D的值大于等于1，小于等于10；所述线锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率φ＝(S
’‑
S)/S大于等于0.049％，小于等于0.08％；所述线径D在0.03mm～0.08mm之间；所述金属丝选自含碳量在0.65％～1.1％的冷拉钢丝；所述线锯沿轴向在三维空间中弯折。
[0027]本专利技术所述的高效的切割脆性材料用的金刚石线锯的应用，所述金刚石线锯用于切割硅材、蓝宝石、脆性磁材、陶瓷材料、硬质合金。
[0028]有益效果：
[0029]限定波长L与线锯芯部直径，也即线径D的关系为：(L
‑
D)/D要在5到100之间，(L
‑
D)/D如果小于5，波长过短，无法做出有效的弯折部分；而如果(L
‑
D)/D要大于100，则单位弯
折部分过长，浪费有效弯折部分的携带能力。因此，(L
‑
D)/D要在5到100之间是为了保证弯折部分有足够的凹陷空间来携带冷却液或者碎屑。本专利技术更加优选的方案是，波长L与线径D之间的关系为(L
‑
D)/D要在25到60之间。
[0030]线锯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效的切割脆性材料用的金刚石线锯，所述线锯芯部为金属丝，所述线锯表面是由金属镀层固结的金刚石颗粒，其特征在于，所述线锯由弯折部组成，所述线锯的正投影为周期性的波形曲线，该波形曲线中的一个周期性波包含一个或多个波峰或波谷，周期性波的波长为L，最高波峰和最低波谷间的高度为波高H，线锯芯部直径为线径D，线锯正投影的波形曲线的轴向长度为S，线锯本身的长度为S
’
，波长L与线径D之间的关系为：(L
‑
D)/D的值大于等于5，小于等于100；波高H与线径D之间的关系为：(H
‑
D)/D的值大于等于0.5，小于等于15；线锯上施加的张力P在线锯本身破断力的0.3到0.9倍时，线锯的结构延伸率大于等于0.005％，小于等于0.5％。2.根据权利要求1所述的金刚石线锯，其特征在于，所述线锯沿轴向由周期性的弯折部组成。3.根据权利要求1所述的金刚石线锯，其特征在于，所述波长L与线径D之间的关系为：(L
‑
D)/D的值大于等于25，小于等于60；和/或所述波高H与线径D之间的关系为：(H
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶琴，
申请(专利权)人：镇江原轼新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：