[發(fā)明專利]一種高速螺旋切割鋼絲用的新型微合金鋼

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210082151.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102732788A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡磊;閔學(xué)剛;蔣建清;方峰;秦國(guó)兵;葉琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江耐絲新型材料有限公司;東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/14
• 分類號(hào): C22C38/14;B21F11/00
• 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)明主要涉及用于高速螺旋切割鋼絲用的微合金鋼材料，屬于合金鋼材料領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

高速螺旋切割鋼絲是光伏器件及芯片加工用的核心部件，主要用于單晶硅、多晶硅、電子芯片、LED領(lǐng)域的寶石等硬質(zhì)材料的分割切片工藝。主要性能特點(diǎn)：首先為直徑細(xì)，80-160um。其次超高強(qiáng)度，強(qiáng)度需在3500MPa以上，有的甚至達(dá)到4000MPa以上。第三、超長(zhǎng)定尺，必須無(wú)焊接點(diǎn)，一般的生產(chǎn)長(zhǎng)度在600-800KM,。第四，與直線型的切割鋼絲相比，高速螺旋切割鋼絲需要在直線的基礎(chǔ)上進(jìn)行變形，所以需要有良好的強(qiáng)韌性配合。?

直線型切割鋼絲的原材料主要依賴進(jìn)口，主要牌號(hào)為KSC82，目前國(guó)產(chǎn)盤(pán)條尚不能滿足直線型切割鋼絲的生產(chǎn)要求。高速螺旋切割鋼絲與直線型切割鋼絲相比，對(duì)原材料的性能要求有了進(jìn)一步的提高，需要原材料在原來(lái)基礎(chǔ)上具有更高的強(qiáng)度、更強(qiáng)的韌性，這樣才能在保持高強(qiáng)度的同時(shí)進(jìn)行大幅度的變形，同時(shí)對(duì)空間立體結(jié)構(gòu)具有良好的保持度。原有的KSC82等切割鋼絲原材料已經(jīng)不能滿足高速螺旋切割鋼絲的生產(chǎn)需求。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種能滿足高速螺旋切割鋼絲的高強(qiáng)度和韌性的新型微合金鋼。?

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高速螺旋切割鋼絲用的新型微合金鋼，具有以下的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分比：?

以及余量的Fe和正常產(chǎn)生的雜質(zhì)。?

作為優(yōu)選，其中C和Mn的質(zhì)量百分比分別為0.80～0.85%和0.40～0.60%。?

作為優(yōu)選，其中Nb的質(zhì)量百分比為0.01～0.02%。?

作為優(yōu)選，其中Ti的質(zhì)量百分比為0.01～0.02%。?

作為優(yōu)選，其中RE的質(zhì)量百分比為0.01～0.02%。?

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度提高了50～100MPa，面縮率提高2～5%，組織晶粒度由原來(lái)的30-60um降低至20-40um，因而具有高強(qiáng)度和韌性，由該合金材料制成的高速螺旋切割鋼絲的斷絲率降低了0.5%，從而使其生產(chǎn)效率提高了20～30%。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。?

實(shí)施例1～4?

表1是實(shí)施例1～4與日本KSC82牌號(hào)的合金鋼的化學(xué)成分比較表。?

表1?實(shí)施例1～4與日本KSC82牌號(hào)合金鋼的化學(xué)成分比較表?

切割鋼絲在切割過(guò)程中，承受較大的張力、SiC對(duì)鋼線的切削力，硬質(zhì)材料對(duì)它的摩擦力和壓力，必須要考慮到結(jié)構(gòu)保持能力、強(qiáng)度和韌性。?

本發(fā)明采用Nb+Ti+RE復(fù)合微合金化技術(shù)，Nb鈮元素在鋼中以固溶強(qiáng)化為主，具有良好的細(xì)化晶粒作用，使鋼的綜合性能優(yōu)良，Nb空間立體結(jié)構(gòu)具有良好的保持度中的抗有獨(dú)特的作用。Ti是表面活化元素，可以充填晶界空位，阻礙晶界原子擴(kuò)散，提高蠕變抗力，鋼?中加入Ti改善了鋼的熱塑性，且鋼種細(xì)小的TiN顆粒抑制再結(jié)晶、細(xì)化晶粒；Ti還脫氧和改善夾雜物的效果。稀土在鋼種的溶解量很少，主要偏聚在晶界，減少了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚，改變了晶界的成分和結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化了晶界，改善了鋼的性能。稀土還有抑制晶粒長(zhǎng)大的作用，作為表面活性物質(zhì)，固溶稀土主要分布在晶界，降低截面張力界面能，使晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力減少，從而抑制了奧氏體晶粒長(zhǎng)大，把奧氏體長(zhǎng)大推移到更高的溫度范圍。另外稀土還將影響珠光體的形態(tài)和分布，是珠光體分布均勻彌散，片間距減少，能夠減少并消除魏氏體組織。?

最重要的是本發(fā)明摻入稀土RE（購(gòu)自包鋼稀土有限公司），使其與Nb，Ti具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用，不僅凈化鋼液，控制夾雜物形態(tài)，改善一次組織，而且有固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化的作用，使鋼材具有良好的強(qiáng)度和塑性。表2是利用實(shí)施例1～4的合金材料以及日本牌號(hào)為KSC82的合金鋼材料制成高速螺旋切割鋼絲的性能比較表。?

表2?實(shí)施例1～4與KSC82合金材料制成高速螺旋切割線性能比較表?

從表2可知，本發(fā)明的高速螺旋切割鋼絲用新型微合金鋼能夠使鋼材良好的強(qiáng)度和塑性，強(qiáng)度提高至1100～1300Mpa，與KSC82牌號(hào)的相比，強(qiáng)度提高了50-100mpa,面縮率提高2-5%，組織晶粒度有原來(lái)的30-60um減小到20-40um。?

采用本發(fā)明的高速螺旋切割鋼絲用新型微合金鋼為原材料，制備的高速螺旋切割鋼絲生產(chǎn)中斷絲率降低了0.5%，在用于單晶硅、多晶硅、電子芯片、LED領(lǐng)域的寶石等硬質(zhì)材料的分割切片工藝中，提高了抗磨損性能，降低了線損，提高了結(jié)構(gòu)保持能力，生產(chǎn)效率與原直絲相比提高了20～30%?。