[發(fā)明專利]一種扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲及其制作裝置和制作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110371530.3
• 申請(qǐng)日: 2011-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102380915A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閔學(xué)剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江耐絲新型材料有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04;B21F7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及切割用金屬絲，尤其涉及一種扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲及其制作裝置和制作方法。

背景技術(shù)

在電子和太陽(yáng)能領(lǐng)域的單晶硅、多晶硅，LED領(lǐng)域的寶石等硬質(zhì)材料的分割切片工藝中，目前使用最多的就是利用直線型的金屬單絲，在一定張力作用下，通過(guò)單向或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)切割分片。金屬單絲運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)砂漿輸運(yùn)和噴射系統(tǒng)，在金屬單絲與硅棒等被切割物接觸之前，將含有極高硬度的磨料顆粒的砂漿噴射金屬單絲上，這些具有極高硬度的磨料顆粒被金屬單絲帶人切割口，與硅棒、寶石等被切割物體進(jìn)行不斷的研磨，實(shí)現(xiàn)對(duì)硅棒、寶石等被切割物的切割分片。因此，金屬單絲攜帶含有極高硬度的磨料顆粒的砂漿能力就至關(guān)重要，是能否高效、高質(zhì)量地切割分片硅料、寶石等物體的重要保證。

在圓絲基礎(chǔ)上改進(jìn)的具有一定橢圓度的圓絲、異形絲或者有一定波長(zhǎng)的曲線形絲，與直絲相比能夠在一定程度上提高攜帶磨料顆粒的能力，但提高能力有限，還是容易存在切片表面有線痕缺陷等質(zhì)量或工藝問(wèn)題。

通過(guò)使金屬絲的扭轉(zhuǎn)使金屬絲原有的結(jié)構(gòu)在一定的空間范圍內(nèi)擴(kuò)展分布，使金屬絲原有凹陷處分布得更加立體，進(jìn)一步提高金屬絲攜帶磨料的能力，改善切割效果。而且扭轉(zhuǎn)后的異形鋼絲在切割過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，增加額外切削力的同時(shí)可以大幅提高切削下來(lái)的硅粉、硅粒的帶出率，同時(shí)增加冷卻效果。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲，通過(guò)扭轉(zhuǎn)金屬絲將其原有的結(jié)構(gòu)在一定的空間范圍內(nèi)擴(kuò)展分布，將金屬絲原有的凹陷處分布得更加立體，提高其攜帶磨料顆粒的能力，以改善切割效果。本發(fā)明同時(shí)提供了一種制作該扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲的制作裝置和制作方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲，該金屬絲為橫截面是橢圓形或多邊形的異形絲，該金屬絲在軸向上扭轉(zhuǎn)。

由于金屬絲發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，使其原有的結(jié)構(gòu)在一定的空間范圍內(nèi)擴(kuò)展分布，使金屬絲原有凹陷處分布得更加立體，提高了金屬絲攜帶磨料的能力，改善了切割效果；并且扭轉(zhuǎn)后的金屬絲在切割過(guò)程中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，在增加額外切削力的同時(shí)可以大幅提高切削下來(lái)的硅粉、硅粒的帶出率，同時(shí)增加冷卻效果。

該金屬絲可以為具有波形的曲線金屬絲，優(yōu)選波形的波長(zhǎng)在0.1～30mm范圍內(nèi)，波高在0.05～5mm范圍內(nèi)。

對(duì)于橫截面為橢圓形的異形絲，優(yōu)選的長(zhǎng)軸和短軸都在0.05～0.5mm范圍內(nèi)，且橢圓度大于0.05；更為優(yōu)選的長(zhǎng)軸和短軸都在0.08～0.30mm范圍內(nèi)，且橢圓度大于0.1。

對(duì)于橫截面為多邊形的異形絲，優(yōu)選的多邊形的長(zhǎng)邊在0.05～5mm范圍內(nèi)，且長(zhǎng)邊和短邊的比在1∶1～1∶0.1范圍內(nèi)。

一種制作上述扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲的裝置，包括收線輪、收線過(guò)線輪、金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、放線過(guò)線輪和放線輪，未扭轉(zhuǎn)的金屬絲依次通過(guò)放線輪、放線過(guò)線輪放線后，進(jìn)入金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)扭轉(zhuǎn)后成為扭轉(zhuǎn)的金屬絲，扭轉(zhuǎn)的金屬絲依次通過(guò)收線過(guò)線輪、收線輪收線。

上述裝置在保證金屬絲收線速度不變的情況下，通過(guò)改變金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和扭轉(zhuǎn)放線可以改變金屬絲的扭轉(zhuǎn)方向和扭矩，形成具有一定扭轉(zhuǎn)度的金屬絲。

通過(guò)金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以讓金屬絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，該機(jī)構(gòu)可以采用過(guò)線輪在同一平面不同水平線上交錯(cuò)放置，由電機(jī)控制整個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在金屬絲收線速度不變的情況下，改變旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度來(lái)改變鋼絲的旋向和扭矩，使金屬絲的旋向、扭矩可控。鋼絲行業(yè)中使用的虛捻器即可實(shí)現(xiàn)該功能。

一種采用上述裝置制作扭轉(zhuǎn)形態(tài)的切割用金屬絲的方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)未扭轉(zhuǎn)的金屬絲施加張力，同時(shí)通過(guò)金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)其施加扭矩，使金屬絲沿軸向方向發(fā)生扭轉(zhuǎn)并發(fā)生塑性變形；

(2)通過(guò)收線過(guò)線輪將扭轉(zhuǎn)后的金屬絲排布在收線輪上，保證收線輪與金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有相同的轉(zhuǎn)速，其中金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和金屬絲的扭轉(zhuǎn)速/旋轉(zhuǎn)度一致；

所述金屬絲的扭轉(zhuǎn)角度由放線速度和金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速控制；金屬絲的扭轉(zhuǎn)速度優(yōu)選在0～3000轉(zhuǎn)/min。

所述步驟(1)中，金屬絲扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颍⑶遗まD(zhuǎn)方向間歇性變換，變換頻次為0～120次/min。

所述金屬絲的扭轉(zhuǎn)角度大于1°/m。