一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺，芯线采用钨

【技术实现步骤摘要】
一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺


[0001]本专利技术涉及一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺。

技术介绍

[0002]线锯切割技术因具有高效率、低损耗等优势，逐渐取代了传统内外圆及砂浆切割技术，成为半导体硅片、蓝宝石等硬脆材料的主流切割工艺。切割线锯朝着高强度、高切割力、细线化的方向发展。目前广泛使用的高碳钢丝存在加工极限低、韧塑性差、导热性差等问题，导致成品线锯性能较差，且生产高碳钢丝所用的原材料盘条的生产技术已被垄断，目前无法低成本的生产。
[0003]钨具有高弹性模量、高导电性等优点，加工极限高，具备高强度及较好的韧塑性，电镀过程中镀层沉积快，颗粒分布均匀，切割力相比于碳钢有较大提升。与传统高碳钢丝相比，钨合金丝具备优良的导热性能，有利于降低断线风险。
[0004]但小线径的金刚石线锯的生产工艺中，目前的制作工艺仍不成熟，没有较好的生产工艺流程，所以目前的重点研发方向在于：解决现有芯线细线化程度低、韧性差、切割力差、断线率高、产品质量差、加工成本高等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种高热导率与导电率的线锯其该种线锯的制备工艺。
[0006]一种新型金刚石线锯，包括芯线和镶嵌有硬质颗粒的金属层，芯线成分中含铼3wt％，含钴或镍或钼0.5～1wt％，其余为钨；所述芯线采用中温+低温拉拔技术拉拔至50μm以下；所述金属层由纯铜层和纯镍层组成，总厚度为1～ 2.5μm，其中底层为纯铜层，厚度为0.1～0.3μm，其余为表层纯镍层；所述金属层中镶嵌的硬质颗粒密度为100～140颗/mm。
[0007]芯线热导率高于120W/(m
·
K)，线锯成品热导率高于80W/(m
·
K)；
[0008]该种金刚石线锯的制备工艺中，主要包括金属元素及含量控制、拉拔工艺控制、颗粒密度控制、以及镀层工艺控制；
[0009]S1、金属元素及含量控制：
[0010]芯线的原料配比中；铼的含量为3wt％；钴、镍、钼中的一种或其混合物的含量为0.5～1wt％，其余为钨；
[0011]S2、拉拔工艺控制：
[0012]通过若干次粗拉拔以及若干次细拉拔控制芯线的线径以及均匀性；
[0013]S3、颗粒密度控制：
[0014]通过固结颗粒，使金属层中镶嵌的硬质颗粒的密度为100～140颗/mm，其中金属层位于芯线的表层；
[0015]S4、镀层工艺控制：在芯线的表层依次进行电镀铜、预镀镍层以及加厚镀镍的工艺流程，其中固结颗粒位于预镀镍层和加厚镀镍两步之间。
[0016]具体包括以下步骤：
[0017](1)母线制备：按照芯线成分配比，将原料进行混合，混粉时间为25
‑
35min，混粉后的平均粒径为4.5
‑
6.5μm，完成混粉后装入钢制模具中进行热挤压成型，制备得到合金棒材；
[0018](2)热挤压：对合金棒材进行热挤压，挤压时料温为1000
‑
1100℃，模具温度为400℃，挤压后的棒料直径为合金棒材直径的1/5
‑
1/3；
[0019](3)旋锻加工：旋锻温度为1570
±
30℃，旋锻道次为10
‑
15次，每道次的压缩量为0.5
‑
2mm，总变形量为93％
‑
94％，旋锻后的直径为旋锻前直径的 1/5
‑
1/3；
[0020](4)第一次粗拉拔：将直径拉拔至第一次粗拉拔前直径的1/3
‑
1/2，拉拔温度为700℃，拉拔道次为8
‑
12次；
[0021](5)第二次粗拉拔：将直径拉拔至第二次粗拉拔前直径的1/3
‑
1/2，拉拔温度为650℃，拉拔道次为8
‑
12次；
[0022](6)第三次粗拉拔：将直径拉拔至第三次粗拉拔前直径的1/2
‑
2/3，拉拔温度为600℃，拉拔道次为8
‑
12次；第三次粗拉拔后，芯线直径小于0.6mm；
[0023](7)第一次细拉拔：拉拔道次为30道次，道次变形量为10％，温度为400℃；
[0024](8)第二次细拉拔：拉拔道次为15
‑
30道次，道次变形量为10％，温度为 300℃；
[0025](9)酸洗；
[0026](10)碱洗；
[0027](11)电镀铜；将经酸洗与碱洗的芯线，放置于镀液中，并在表层形成0.1
‑
0.3μm厚度的铜层；
[0028](12)预镀镍层；在铜层的表面进行镀镍；
[0029](13)固结颗粒；在镍层以及铜层中，嵌入硬质颗粒，硬质颗粒的密度为 100
‑
140颗/mm；
[0030](14)加厚镀镍；固结颗粒之后，在预镀的镍层表面进行第二次镀镍；
[0031](15)水洗；
[0032](16)烘干，烘干后的芯线热导率高于120W/(m
·
K)，线锯成品热导率高于80W/(m
·
K)。
[0033]进一步的，芯线的原料中，含铼3wt％，含钴或镍或钼0.5～1wt％，其余为钨。
[0034]进一步的，硬质颗粒为金刚石颗粒，平均粒径为4μm。
[0035]进一步的，步骤(1)中，其中热等静压成型的温度为1100
‑
1300℃。
[0036]进一步的，电镀铜中具体的参数为：180～220g/L硫酸铜，50～70g/L硫酸，温度为50℃，电流密度为8～10A/dm2，处理时间为2～5s，镀层厚度为 0.1～0.3μm。
[0037]进一步的，固结颗粒中的具体参数为：500～550g/L氨基磺酸镍，15～18g/L 氯化镍，40～42g/L硼酸，温度为50℃，PH值为3.5～4，电流密度为10～15A/dm2，处理时间为30～45s，颗粒密度为100～140颗/mm。
[0038]进一步的，加厚镀镍的参数为：650～700g/L氨基磺酸镍，15～18g/L氯化镍，40～42g/L硼酸，温度为50℃，PH值为3.5～4，电流密度为12～15A/dm2，处理时间为50～65s。
[0039]进一步的，水洗的具体参数为：PH值为6.5～6.8纯水，温度为50℃，处理时间15s。
[0040]进一步的：
[0041]第一次粗拉拔由5mm拉至2mm，温度为700℃，共10道次，道次变形量为 18％；
[0042]第二次粗拉拔由2mm拉至0.8mm，温度为650℃，共10道次，道次变形量为15％，
[0043]第三次粗拉拔由0.8mm拉至0.55mm，温度为600℃，共10道次，道次变形量为12％。
[0044]进一步的：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺，其特征在于，包括金属元素及含量控制、拉拔工艺控制、颗粒密度控制、以及镀层工艺控制；S1、金属元素及含量控制：芯线的原料配比中；铼的含量为3wt％；钴、镍、钼中的一种或其混合物的含量为0.5～1wt％，其余为钨；S2、拉拔工艺控制：通过若干次粗拉拔以及若干次细拉拔控制芯线的线径以及均匀性；S3、颗粒密度控制：通过固结颗粒，使金属层中镶嵌的硬质颗粒的密度为100～140颗/mm，其中金属层位于芯线的表层；S4、镀层工艺控制：在芯线的表层依次进行电镀铜、预镀镍层以及加厚镀镍的工艺流程，其中固结颗粒位于预镀镍层和加厚镀镍两步之间。2.根据权利要求1所述的一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)母线制备：按照芯线成分配比，将原料进行混合，混粉时间为25
‑
35min，混粉后的平均粒径为4.5
‑
6.5μm，完成混粉后装入钢制模具中进行热挤压成型，制备得到合金棒材；(2)热挤压：对合金棒材进行热挤压，挤压时料温为1000
‑
1100℃，模具温度为400℃，挤压后的棒料直径为合金棒材直径的1/5
‑
1/3；(3)旋锻加工：旋锻温度为1570
±
30℃，旋锻道次为10
‑
15次，每道次的压缩量为0.5
‑
2mm，总变形量为93％
‑
94％，旋锻后的直径为旋锻前直径的1/5
‑
1/3；(4)第一次粗拉拔：将直径拉拔至第一次粗拉拔前直径的1/3
‑
1/2，拉拔温度为700℃，拉拔道次为8
‑
12次；(5)第二次粗拉拔：将直径拉拔至第二次粗拉拔前直径的1/3
‑
1/2，拉拔温度为650℃，拉拔道次为8
‑
12次；(6)第三次粗拉拔：将直径拉拔至第三次粗拉拔前直径的1/2
‑
2/3，拉拔温度为600℃，拉拔道次为8
‑
12次；第三次粗拉拔后，芯线直径小于0.6mm；(7)第一次细拉拔：拉拔道次为30道次，道次变形量为10％，温度为400℃；(8)第二次细拉拔：拉拔道次为15
‑
30道次，道次变形量为10％，温度为300℃；(9)酸洗；(10)碱洗；(11)电镀铜；将经酸洗与碱洗的芯线，放置于镀液中，并在表层形成0.1
‑
0.3μm厚度的铜层；(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李易凌，叶琴，朱玉祥，廖磊华，郑坤坤，王鑫，姜海，
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：