[發明專利]一種太陽能硅片線切割鋼線及其制作方法

有效

• 申請號: 201410327003.6
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104070615A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 譚彬;蘭育輝
• 申請（專利權）人: 湖南元素密碼石墨烯研究院（有限合伙）
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種太陽能硅片線切割鋼線，其特征是：所述鋼線由金屬線和包覆在金屬線外表面的含固體石墨烯微粒的非晶態合金復合層組成。

2.根據權利要求1所述的太陽能硅片線切割鋼線，其特征是：所述非晶態合金的重量百分比為2%~75%，固體石墨烯微粒的重量百分比為2%~60%，所述固體石墨烯微粒的粒徑為0.2?um~3um。

3.根據權利要求1所述的太陽能硅片線切割鋼線，其特征是：所述鋼線的直徑為80um~300um，所述鋼線的耐磨層厚度為0.5um~5um。

4.根據權利要求1所述的太陽能硅片線切割鋼線，其特征是：所述非晶態合金為銅基非晶、鋯基非晶、鎳基非晶、鐵基非晶、鎂基非晶、鈰基非晶中的一種或幾種；所述固體石墨烯微粒為單層片或者多層片。

5.根據權利要求1~4任一項所述的太陽能硅片線切割鋼線的制作方法，其特征是：包括以下步驟：

（1）母合金料制備：稱取一定量納米級的固體石墨烯微粒，與至少一種非晶態合金按比例混合后置于真空熔煉爐中熔融加熱，使非晶態合金與固體石墨烯微粒混融，在銅模鑄造條件下制成非晶態母合金料；

（2）涂覆處理：在切割鋼線拉絲過程中，對含固體石墨烯微粒的非晶態母合金料進行加熱涂覆并快速冷卻，使非晶態母合金料與鋼線表面復合，即可制成太陽能硅片多線切割機用鋼線。

6.根據權利要求5所述的太陽能硅片線切割鋼線的制作方法，其特征是：步驟（1）中，所述母合金料制備具體包括以下步驟：

第一步：將至少一種非晶態合金和固體石墨烯微粒按比例置于熔融Ti純化過的惰性氣體氣氛下的電弧爐中熔煉，并采用電磁攪拌；熔煉條件為：真空度小于1×10^-3Pa，熔煉電流為560~800A，以確保獲得成分均勻的中間合金；

第二步：將中間合金、其他金屬基非晶態合金以及固體石墨烯微粒按所需比例放入坩鍋內，將坩鍋置于真空爐中，將真空度抽至1×10^-2Pa以下，充入惰性氣體作為保護氣體，惰性氣體的壓力為0.8~1.2個大氣壓，熔煉溫度為1200~2000℃，然后在銅模鑄造條件下制成非晶態母合金料。

7.根據權利要求6所述的太陽能硅片線切割鋼線的制作方法，其特征是：所述熔煉電流為570~600A；所述惰性氣體的壓力為0.9~1.1個大氣壓，所述熔煉溫度為1250~1500℃。

8.根據權利要求5所述的太陽能硅片線切割鋼線的制作方法，其特征是：步驟（2）中，所述涂覆處理具體包括以下步驟：將制備好的非晶態母合金料裝入高頻加熱石英爐中，加熱熔融非晶態母合金料并保溫；將己拉伸好的鋼線在收線卷繞輪的牽引下快速經過裝有熔融狀態非晶態母合金料的石英爐擠出涂覆模口，通過速度為V=1050~1500mm/秒，讓鋼絲表面均勻涂覆上一層合金液，經過石英爐后快速冷卻使鋼線表面均勻涂覆上了一層含石墨烯微粒的非晶態合金復合層，從而得到含石墨烯的非晶態合金改性的切割線材。

9.根據權利要求8所述的太陽能硅片線切割鋼線的制作方法，其特征是：所述高頻加熱石英爐的熔融溫度為800~1200℃，保溫時間為1~2h。

10.根據權利要求8或9所述的太陽能硅片線切割鋼線的制作方法，其特征是：所述鋼線經過裝有熔融狀態非晶態母合金料的石英爐擠出涂覆模口的速度為1100~1150mm/秒。