[發(fā)明專利]硅片切割用鋼線及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310218564.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN103286867A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任軍海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 衡水英利新能源有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04;B21C1/02;B21C3/02;C25D3/38
• 代理公司: 石家莊國(guó)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 李榮文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅片切割工具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)逐步成為新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。在太陽能硅片切割過程中，主要是由鋼線帶動(dòng)漿料（漿料由碳化硅粉末和懸浮液按照一定比例進(jìn)行配置而成），在一定張力的作用下，利用碳化硅顆粒的堅(jiān)硬特性和鋒利菱角將硅塊切割成尺寸合格的硅片。鋼線在參與整個(gè)切割過程中作為一個(gè)載體，同時(shí)也被高速運(yùn)動(dòng)的碳化硅顆粒磨損，線徑的變化可能會(huì)影響硅片表面的切割質(zhì)量。

砂漿中的碳化硅莫氏硬度為9.5級(jí)，而晶體硅的莫氏硬度為7級(jí)，切割過程中主要依靠碳化硅對(duì)晶體硅進(jìn)行磨削切割。鋼線攜帶砂漿的多少直接影響硅塊切割的效果。目前太陽能行業(yè)普遍使用的切割硅片的鋼線主要是橫截面為圓形或橢圓形的普通鋼線。在切割硅塊過程中，碳化硅顆粒由于缺少附著力，容易從鋼線表面脫落，鋼線在硅塊入線口會(huì)引起漿料的飛濺，進(jìn)而攜帶比較少的砂漿參與硅塊的切割。這使得鋼線在切割硅片過程中容易磨損，引起斷線，也大大降低了鋼線的切割能力。為了保證切割質(zhì)量，只能添加更多的漿料，這樣會(huì)增加切割成本。

中國(guó)專利公開號(hào)CN?201900684，公開日2011年7月20日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為一種具有膠水涂層的波浪狀切割鋼絲，該申請(qǐng)案公開了一種具有膠水涂層的波浪狀切割鋼絲，所述切割鋼絲的橫截面為圓形或近似圓形，切割鋼絲外表面成波浪形，所述相鄰兩個(gè)波峰之間的距離為0.08mm-0.15mm，所述波谷的深度為0.01mm-0.05mm，所述切割鋼絲外表面上涂有膠水層。其有益效果在于：由于切割鋼絲外表面為波浪狀，則大大提高了鋼絲研磨時(shí)所攜帶的砂漿數(shù)量，加快了切割速度，提高了切割效率；在切割鋼絲的表面增加一層膠水涂層，避免鋼絲與硅晶體的直接接觸，有效延長(zhǎng)了切割鋼絲的使用壽命。其不足之處是：波浪形設(shè)計(jì)使鋼絲在纏繞過程中，容易出現(xiàn)相互壓線現(xiàn)象，即波峰容易進(jìn)入波谷中，鋼絲一旦出現(xiàn)相互壓線現(xiàn)象，在使用過程中容易斷線；波峰與硅片表面接觸面積較小，容易出現(xiàn)劃傷硅片現(xiàn)象；在鋼絲表面涂膠水過程中，容易遺漏鋼線的角落部分，此外膠水層的厚度不容易把控，膠水層的耐磨性較差，表層容易脫落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種硅片切割用鋼線，該鋼線大大提高了切割硅塊時(shí)所攜帶的砂漿量，減少了砂漿的使用量和鋼線的磨損狀況，提高了工作臺(tái)的切割速度，降低了硅片表面鋸痕的產(chǎn)生，同時(shí)減少了硅片表面厚度偏差問題的發(fā)生，提高了硅片切割質(zhì)量，從而降低了硅片切割成本；鋼線外表面鍍有抗氧化層可以有效防止鋼線被氧化，避免鋼線直接與硅片接觸，延長(zhǎng)了鋼線的使用壽命。其制備方法中定型孔模具的設(shè)計(jì)使鋼線的制作更佳簡(jiǎn)便。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種硅片切割用鋼線，包括鋼線，鋼線外表面鍍有一層抗氧化層，所述鋼線外表面設(shè)有螺旋形凸起。

鋼線的直徑D為0.1mm-0.15mm。

螺旋形凸起可以是矩形螺紋、梯形螺紋，等等。

優(yōu)選的，螺旋形凸起為矩形螺紋，在鋼線軸斷面上，矩形螺紋的寬度為0.10mm-0.20mm，螺紋槽根間距為0.05mm-0.08mm，螺紋深度為0.05mm-0.08mm。

優(yōu)選的，螺旋形凸起上設(shè)有小凹槽，小凹槽沿螺旋形凸起方向纏繞。

優(yōu)選的，小凹槽為三條。

優(yōu)選的，小凹槽斷面為矩形；小凹槽的寬度為0.01mm-0.02mm，深度為0.015mm-0.02mm，相鄰小凹槽間的小凸起的寬度為0.03mm-0.04mm。

優(yōu)選的，抗氧化層為黃銅合金層，鋼線的材質(zhì)為高碳鋼，碳含量為0.75%-0.9%，硫、磷含量小于0.02%。

硅片切割用鋼線的制備方法，包括下列步驟：1）對(duì)盤條表面進(jìn)行機(jī)械除銹處理；2）將上述機(jī)械除銹處理后的盤條進(jìn)行化學(xué)表面鐵銹處理，再水洗、烘干；3）加熱，拉絲，制成半成品鋼線；4）熱處理消除應(yīng)力；5）加熱，通過定型孔模具，拉絲機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉絲，制成切割用鋼線；6）對(duì)切割用鋼線外表面電鍍抗氧化層，水洗。