一种高硬度金刚石线锯及其加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及金刚石线锯技术领域，具体为一种高硬度金刚石线锯及其加工工艺

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度金刚石线锯及其加工工艺


[0001]本专利技术涉及金刚石线锯
，具体为一种高硬度金刚石线锯及其加工工艺
。

技术介绍

[0002]金刚石线锯是一种切割工具，具有切割效率高
、
自动化程度高
、
成品率高
、
环境污染低等优点，被广泛用于硅片
、
陶瓷
、
宝石等精密切割工艺中
。
目前，随着精密行业如光伏硅片领域的发展需要，对将金刚石线锯的性能要求也越来越高
。
[0003]金刚石线锯是通过复合电镀工艺在金属丝表面沉积金刚石；而金刚石镀层的表面硬度是影响金刚石线锯切割性能的关键因素
。
但是现有技术中，存在如下缺陷：一是金刚石在液体环境中易聚集，从而导致上砂不均匀，使得金刚石线锯的线锯一致性差，导致切割能力较差，切割产品良品率低
。
二是金刚石在金属丝基体上的附着力差，导致金属丝表面金刚石粒子含量较低，切割性能较低
。
现有研究中，通常会使用金属镀层来提高金刚石的附着力，如镀镍层，但是其需要较厚的镍层用于增强金刚石的嵌合性，而过厚的镍层存在内应力高
、
脆性大，易产生变形，且界面粘附性仍有待提高；使得金刚石线锯在使用过程中，固着在表面的金刚石存在脱落现象，导致耐用性较低
。
[0004]综上所述，解决上述问题，制备一种高硬度金刚石线锯，提高金刚石的耐用性和切割性具有重要意义
。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于提供一种高硬度金刚石线锯及其加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高硬度金刚石线锯的加工工艺，包括以下步骤：步骤1：将母线钢丝置于镀镍液中，一次镀覆镍层，得到镍基钢线；步骤2：将镍基钢线置于镍磷液中，使用多电流阶跃工艺进行二次镀覆，得到镍磷基钢线；步骤3：以镍铬合金
、
镍钒合金作为双靶材，对镍磷基钢线进行磁控溅射，得到改性钢线；步骤4：将改性钢线置于金刚石悬浮液中执行上砂工艺，热处理，得到高硬度金刚石线锯
。
[0007]较为优化地，所述镀镍液的
pH=3.8~4.8
；包括以下成分：
400~450g/L
的氨基磺酸镍
、20~30g/L
的醋酸
、5~8g/L
的六水合氯化镍
、1~2g/L
的鞣花酸；一次镀覆的温度为
50~55℃
，电流密度为
20~28A/dm2；电镀时间为
15~20
秒；镍层的厚度为
1.2~1.8
μ
m。
[0008]较为优化地，所述镍磷液的
pH=8.5~9.0
；包括以下成分：
40~50g/L
的六水合硫酸镍
、25~30g/L
的一水合次磷酸钠
、5~8g/L
的无水醋酸钠
、6~8g/L
的柠檬酸钠
、8~10g/L
的酒石
酸钠
、0.1~0.3g/L
的
1,4
‑
双2‑
羟基乙氧基
‑2‑
丁炔；所述二次镀覆中多电流阶跃工艺中，在温度为
85~90℃
下，以电流密度为
18~22A/dm2，电沉积
40~50
秒，以电流密度为
38~42A/dm2，电沉积
15~20
秒，循环镀覆
5~8
次
。
[0009]较为优化地，所述磁控溅射过程中，先离子轰炸
1.5~2
分钟；然后以真空度为
2~5
×
10
‑3Pa、
工作压强度为
0.2~0.4Pa
，工作气流为
80~100sccm
，双靶材溅射功率均为
150~200W
，溅射厚度为
50~150nm
；所述镍铬合金中，铬含量为
10~15wt%
；所述镍钒合金中，钒的含量为
5~8wt%。
[0010]较为优化地，所述金刚石悬浮液包括以下成分：
400~450g/L
的氨基磺酸镍
、35~40g/L
的硼酸
、5~10g/L
的六水合氯化镍
、1~1.6g/L
的分散剂
、5~8g/L
金刚石
、0.1~0.2g/L1,4
‑
双2‑
羟基乙氧基
‑2‑
丁炔；所述上砂工艺过程中，温度为
50~55℃
，搅拌速度为
320~350rpm
，设置
0.5~0.8mT
平行磁场，以电流密度为
10~12A/dm2，电沉积
2~3
分钟，以电流密度为
20~24A/dm2，电沉积
2~3
分钟，以电流密度为
30~36A/dm2，电沉积
2~3
分钟；最后以
20~24A/dm2电沉积
35~40
分钟
。
[0011]较为优化地，所述分散剂的制备方法为：将衣康酸
、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、L
‑
烯丙基甘氨酸加入至去离子水中，加入过硫酸铵引发剂；氮气氛围下，在
55~65℃
搅拌反应
3~4
小时，洗涤干燥，得到分散剂；其中，衣康酸
、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、L
‑
烯丙基甘氨酸的质量比为
1:0.5~0.6:0.1~0.2
；过硫酸铵引发剂的质量占衣康酸
、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、L
‑
烯丙基甘氨酸总质量的
0.8~1.2%。
[0012]较为优化地，所述金刚石为质量比为
1:0.2~0.3
的磁性金刚石和粗糙金刚石；所述磁性金刚石为纳米稀土
‑
镍磷合金复合磁性镀层改性的金刚石；其中，所述磁性金刚石的制备工艺如前期申请专利
CN201710176265.0
中的公开内容
。
[0013]所述粗糙金刚石的制备方法为：将金刚石与钴粉按照质量比为
1:10~15
研磨混合，然后在
450~500℃
下热处理
30~40
分钟，在
600~650℃
热处理
30~40
分钟；冷却后，将固体物料使用体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高硬度金刚石线锯的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将母线钢丝置于镀镍液中，一次镀覆镍层，得到镍基钢线；步骤2：将镍基钢线置于镍磷液中，使用多电流阶跃工艺进行二次镀覆，得到镍磷基钢线；步骤3：以镍铬合金
、
镍钒合金作为双靶材，对镍磷基钢线进行磁控溅射，得到改性钢线；步骤4：将改性钢线置于金刚石悬浮液中执行上砂工艺，热处理，得到高硬度金刚石线锯
。2.
根据权利要求1所述的一种高硬度金刚石线锯的加工工艺，其特征在于：所述镀镍液的
pH=3.8~4.8
；包括以下成分：
400~450g/L
的氨基磺酸镍
、20~30g/L
的醋酸
、5~8g/L
的六水合氯化镍
、1~2g/L
的鞣花酸；一次镀覆的温度为
50~55℃
，电流密度为
20~28A/dm2；电镀时间为
15~20
秒；镍层的厚度为
1.2~1.8
μ
m。3.
根据权利要求1所述的一种高硬度金刚石线锯的加工工艺，其特征在于：所述镍磷液的
pH=8.5~9.0
；包括以下成分：
40~50g/L
的六水合硫酸镍
、25~30g/L
的一水合次磷酸钠
、5~8g/L
的无水醋酸钠
、6~8g/L
的柠檬酸钠
、8~10g/L
的酒石酸钠
、0.1~0.3g/L
的
1,4
‑
双2‑
羟基乙氧基
‑2‑
丁炔；所述二次镀覆中多电流阶跃工艺中，在温度为
85~90℃
下，以电流密度为
18~22A/dm2，电沉积
40~50
秒，以电流密度为
38~42A/dm2，电沉积
15~20
秒，循环镀覆
5~8
次
。4.
根据权利要求1所述的一种高硬度金刚石线锯的加工工艺，其特征在于：所述磁控溅射过程中，先离子轰炸
1.5~2
分钟；然后以真空度为
2~5
×
10
‑3Pa、
工作压强度为
0.2~0.4Pa
，工作气流为
80~100sccm
，双靶材溅射功率均为
150~200W
，溅射厚度为
50~150nm
；所述镍铬合金中，铬含量为
10~15wt%
；所述镍钒合金中，钒的含量为
5~8wt%。5.
根据权利要求1所述的一种高硬度金刚石线锯的加工工艺，其特征在于：所述金刚石悬浮液包括以下成分：
400~450g/L
的氨基磺酸镍
、35~40g/L
的硼酸
、5~10g/L
的六水合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉国胜，
申请(专利权)人：江苏三超金刚石工具有限公司，
类型：发明
国别省市：