本实用新型专利技术涉及一种异构型金属丝，该金属丝包括多个扭曲部，所有扭曲部的顶点或底点及邻近顶点或底点部分的金属丝外廓与一圆形或近似圆形的虚拟管道内表面接触，且该虚拟管道的内径前后一致或均匀变化。本实用新型专利技术的有益效果是，异构型金属丝通过扭曲形成立体多维结构，增强了磨料携带能力；扭曲部的顶点或底点及邻近顶点或底点部分的金属丝外廓与一圆形或近似圆形的虚拟管道内表面接触，且该虚拟管道的内径前后一致或均匀变化，从而解决了平面变形金属丝的切割良率波动问题；同时金属丝的结构因为异构，以及异构过程中产生的形变强化，结构保持能力大大提升，维持从切割起始端到切割尾端良品率一致性的能力得到长足提升。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
一种异构型金属丝及其制作装置
本技术涉及一种异构型金属丝，尤其是涉及用于多线切割晶体硅、碳化硅、蓝宝石、水晶等硬质材料的金属丝，以及其制作装置。
技术介绍
多线切割是以金属丝作为载体，由金属丝在高速运动中携带超硬磨料，通过磨料对高硬材料(如晶体硅，碳化硅，蓝宝石，水晶等)进行滚挖研磨以实现切割。该方式以切割效率高、切割锯缝小、材料损失少、切割精度高、表面质量好等优点成为当前的主要生产方式。其中，金属丝作为携带磨料的载体，在切割过程中的稳定性以及携带磨料的能力，对于切割效率及产品质量均起到极其重要的作用。目前广泛使用的金属丝是表面光滑的圆形结构，其突出优点在于金属丝能够在环绕其切割进给的方向均匀携带磨料，从而带来稳定的切割表面质量。通常情况下，可以通过增加金属丝的直径增加金属丝的表面积，从而增强金属丝携带磨料的能力以提高切割效率，代价是由此会引起锯缝的宽度增加，从而带来切割过程中材料损失的增加。切割效率的提升亦可通过加大磨料的平均粒径以及棱角尖锐度等方式实现。几乎在多线切割诞生的同时，追求提高金属丝(“锯线”)的磨料携带能力的努力即已开始并且一直持续至今，典型地可分为三类:第一类是试图制造粗糙金属丝，通过增加金属丝表面的粗糙度增加金属丝的磨料携带能力。例如JP2007196312提出了通过向金属丝表面喷射电解液的方式，造成金属丝表面产生凹凸；W09/12670则提出了微凹腔金属丝，软表面金属丝，以及横截面沿长度方向变化的金属丝等概念；KR2001002689则描述了一种圆锯线，通过压刻的方式在该圆锯线上形成凹腔。此类尝试迄今尚未在多线切割领域获得成功的工业化实施与应用，核心原因在于磨料本身具备强大的磨损能力，经过上述处理的金属丝表面，在进入切割进程中不久即会被磨光，使得经过表面处理的金属丝与常规圆形表面光滑金属丝不再有任何区别。第二类尝试是以对金属丝进行螺旋处理为基础。例如，JP2007044841提出了一种基本为圆形的锯线，具有围绕锯线的长度方向成螺旋形延伸的扁平面，CN102380915A基本为上述概念的自然延展；US2860862则提出对预先做成扁平形状的锯线施加两次螺旋形变形:首先用短的捻距绕扁平锯线的自身轴线加捻，然后用更长的捻距以螺旋型对锯线加捻。FR750081也描述了采用圆形或多边形横截面的螺旋形锯线。CN102205563A以及CN102765141A基本上均为前述思路的自然延展。JP4057666则描述了一种金属锯线，同样是采用加捻的方式将直钢丝先行变成螺旋型，之后再通过拉模进行拉伸。迄今为止，上述努力在多线切割领域同样未见成功的工业化实施与应用，核心原因在于，金属丝的螺旋化无可避免地需要对金属丝进行加捻，从而给金属丝带来很高的扭转内应力，且金属丝越长，扭转内应力越高，从而导致成品金属丝产生强烈的自我打卷倾向，无法实际应用于多线切割，突出表现在很难完成均匀的长距离卷绕收线，在切割线网上无法或很难布线，即使勉强用于短距离切割，也会因为金属丝自身携带的高扭转内应力造成线网无规律抖动，导致无法接受的切割效果(突出体现为表面线痕与TTV不良)。第三类尝试，是通过对金属丝在一个或多个平面内进行弯曲的方式，制造所谓的“结构金属丝”。例如JP2004276207在描述了一种具有螺旋形的变形单线或绞线之外，还描述了上述单线或绞线被引导通过一对嵌齿轮，从而在单一平面内形成‘V字形的双皱褶。在Z字形皱褶中，锯线先在第一方向上弯曲，然后在第二方向上进行第二次弯曲且与第一方向相反(反向弯曲)，然后再通过绞线并捻将较短长度的Z字形皱褶被叠加到长波螺旋形上。该种尝试的明显缺陷，在于绞线结构会导致锯线的实用包络外径显著加大，带来难以接受的锯缝加宽和相应额外材料损失。第三类尝试中取得了一定应用成功的，是安塞尔米塔尔公司通过中国专利CN100475398C公开的一种单丝型金属锯线，其在两个或两个以上的平面内对金属丝进行了弯曲，从而在一定程度增强了金属丝携带磨料的能力在一些特定应用环境下能够取得良好效果。其缺陷在于，该锯线的弯曲以一个平面为主导，其他平面的弯曲在切割过程中会被逐渐转向到该主导平面，最终形成基本上仅在一个平面内变形的锯线，从而导致切割良率波动，同时由于该锯线的结构保持能力有限，在切割路径较长的情况下，切割线到达切割尾端时弯曲结构已经基本或大部消失，导致切割尾端的良率较切割起始端的良率大幅下降。为尝试解决上述缺陷，贝卡尔特公司通过CN102528940A提出了一种相当于第二类(“螺旋金属丝”)与第三类(“结构金属丝”)思路混合的产品概念，基本做法是在单一平面上利用嵌咬的齿轮(或其他变形装置)对金属丝制成弯曲，通过对金属丝进行加捻(环绕金属丝的轴线旋转变形装置所在平面，或保持变形装置所在平面不动但同步旋转收、放线轴)，形成螺旋形金属丝，之后再对金属丝进行退捻(与加捻方向反向旋转变形装置所在平面，或保持变形装置所在平面不动但反向同步旋转收、放线轴)以部分或全部释放掉由于加捻带给金属丝的扭转内应力。实施中发现，因为必须的退捻，导致制成的金属丝无论在环绕轴线的各向均匀性上，还是在结构保持能力方面，均未较CN100475398C提供的方法产生提高。CN102962901A 及 CN102310489A 则均为在 CN100475398C 与 CN102528940A 概念上的自然延展，未见独立技术贡献。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:提高金属丝在切割过程中携带磨料的能力，同时解决平面弯曲的金属丝因为在环绕使用进给方向携带磨料能力各向不均匀而导致切割良率波动，以及因为结构保持能力不强而导致切割尾部良率大幅下滑的问题。本技术提供了一种异构型金属丝及其制作装置，异构型金属丝通过扭曲形成立体多维结构，增强了磨料携带能力；扭曲部的顶点或底点及邻近顶点或底点部分的金属丝外廓与一圆形或近似圆形的虚拟管道内表面接触，且该虚拟管道的内径前后一致或均匀变化，从而解决了平面变形金属丝的切割良率波动问题；同时金属丝的结构因为异构，以及异构过程中产生的形变强化，结构保持能力大大提升，维持从切割起始端到切割尾端良品率一致性的能力得到长足提升。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种异构型金属丝，a)该金属丝包括多个扭曲部，所有扭曲部的顶点或底点及邻近顶点或底点部分的金属丝外廓与一圆形或近似圆形的虚拟管道内表面接触，且该虚拟管道的内径前后一致或均匀变化；b)以任一平行于上述管道轴线的平面为轴向投影面，在轴向投影面上任一单个扭曲部的金属丝轴线的投影与管道轴线的投影的两交点为扭曲部的端点，扭曲部的金属丝轴线的投影的顶点与扭曲部的上述两端点组成三角形，或者扭曲部的金属丝轴线的投影的底点与扭曲部的所述两端点组成三角形，扭曲部两端点之间的连线为三角形的底边，则所述三角形为非等腰三角形；C)以垂直于管道轴线且经过扭曲部的顶点或底点的平面为扭曲部的法向面，并以法向面将扭曲部分为两段金属丝。则扭曲部的两段金属丝的轴线，以端点为界，在法向面上的投影彼此不完全重合，但具备至少一个法向面交点，且上述法向面交点中至少一个与管道轴线在法向面上的投影点不重合，所述法向面交点不包括扭曲部的金属丝轴线的顶点或底点的法向面投影。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种异构型金属丝，其特征在于：a)该金属丝（1）包括多个扭曲部，所有扭曲部的顶点或底点及邻近顶点或底点部分的金属丝外廓与一圆形或近似圆形的虚拟管道内表面接触，且该虚拟管道的内径前后一致或均匀变化；b)以任一平行于上述管道轴线的平面为轴向投影面，在轴向投影面上任一单个扭曲部（11）的金属丝轴线的投影与管道轴线的投影的两交点为扭曲部（11）的端点，扭曲部（11）的金属丝轴线的投影的顶点与扭曲部（11）的上述两端点组成三角形，或者扭曲部（11）的金属丝轴线的投影的底点与扭曲部（11）的所述两端点组成三角形，扭曲部（11）两端点之间的连线为三角形的底边，则所述三角形为非等腰三角形；c）以垂直于管道轴线且经过扭曲部（11）的顶点或底点的平面为扭曲部（11）的法向面，并以法向面将扭曲部（11）分为两段金属丝，则扭曲部（11）的两段金属丝的轴线以端点为界在法向面上的投影彼此不完全重合但具备至少一个法向面交点，且上述法向面交点中至少一个与管道轴线在法向面上的投影点不重合，所述法向面交点不包括扭曲部（11）的金属丝轴线的顶点或底点的法向面投影。
【技术特征摘要】
1.一种异构型金属丝，其特征在于:a)该金属丝(I)包括多个扭曲部，所有扭曲部的顶点或底点及邻近顶点或底点部分的金属丝外廓与一圆形或近似圆形的虚拟管道内表面接触，且该虚拟管道的内径前后一致或均匀变化；b)以任一平行于上述管道轴线的平面为轴向投影面，在轴向投影面上任一单个扭曲部(11)的金属丝轴线的投影与管道轴线的投影的两交点为扭曲部(11)的端点，扭曲部(11)的金属丝轴线的投影的顶点与扭曲部(11)的上述两端点组成三角形，或者扭曲部(11)的金属丝轴线的投影的底点与扭曲部(11)的所述两端点组成三角形，扭曲部(11)两端点之间的连线为三角形的底边，则所述三角形为非等腰三角形；c)以垂直于管道轴线且经过扭曲部(11)的顶点或底点的平面为扭曲部(11)的法向面，并以法向面将扭曲部(11)分为两段金属丝，则扭曲部(11)的两段金属丝的轴线以端点为界在法向面上的投影彼此不完全重合但具备至少一个法向面交点，且上述法向面交点中至少一个与管道轴线在法向面上的投影点不重合，所述法向面交点不包括扭曲部(11)的金属丝轴线的顶点或底点的法向面投影。2.如权利要求1所述的异构型金属丝，其特征在于:所述的金属丝的自身直径在0.08mm - 0.80mm 之间。3.如权利要求1所述的异构型金属丝，其特征在于:所述的该金属丝相邻的扭曲部(11)的顶点和底点之间的轴向距离不大于虚拟管道内径的500倍。4.如权利要求1所述的异构型金属丝，其特征在于，虚拟管道的内径为金属丝(I)自身直径的1.0l-L 50倍。5.如权利要求4所述的异构`型金属丝，其特征在于，虚拟管道的内径为金属丝(I)自身直径的1.03-1.30倍。6.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：凡登常州新型金属材料技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。