CN107034502A - 一种电镀金钢线制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种电镀金钢线制备工艺，包括放线，第一道碱洗，第二道碱洗，酸洗，预镀，上砂，加固，加厚，烘干等步骤，本发明提供的金钢线制备方法步骤简单，金钢砂均匀的分布在母线上，外观无生锈、无污染、无色差，破断力强。

Description

一种电镀金钢线制备工艺
技术领域
本发明涉及金钢线制备技术领域，具体涉及一种电镀金钢线制备工艺。
背景技术
如今崭新的技术金钢线切片技术，将在光伏硅片使用比例逐步提高，无论是单晶还是多晶。金钢线切片的技术最主要的优势体现在这两个方面：硅耗的降低和切割效率的提升。
金钢线和砂浆切割的基本区别，金钢线是将金刚石采用粘接和电镀的方式固定在直拉钢线上进行高速往返切削，而砂浆的切割方式是游离式的切割模式，靠悬浮液的悬浮碳化硅，再通过线网的带动，进行磨削切割。
金钢线为什么能够将效率提升？主要有以下几个原因：1、固结方式，也就是带来金刚石参与磨削的切割更多，同时也减少了磨料之间的相互磨损现象。2、金刚石硬度高，金刚石的耐磨损强，都将大大延长金钢线的使用寿命。3、切割线速度高，金刚石与硅片接触面积增大，金钢石线又将能承受高线速度带来的其他不良，从而发挥高切割速度的优势。
传统砂浆的利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。在切割过程中，碳化硅被冲刷下来，唯有持续进行滚动磨削，而减少切割效率。碳化硅的硬度9.5(莫氏)，而金刚石硬度在10(莫氏)。金钢线切割线速度基本在15m/s,我们正常切割的砂浆线速度基本在9-11.5m/s。而若金钢线再做突破的话，就应该是要更硬，同时兼有更好的自锐性(多晶金刚石)，更稳定的固结方式，更快的线速度。
目前金钢线的制备技术还不是很普及，西方和日本的技术相对较发达一些，中国也有不少公司正在努力。目前已有不少公司声称已经能够生产出直径略高于120微米的金钢石切割线。预计在更细的金钢线能够研制出来并广泛应用以及解决切痕问题之前，金钢线还不能在精细切割领域(也是硅片加工的主要领域)代替现有的是超精细切割钢丝。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种电镀金钢线制备工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种电镀金钢线制备工艺，包括以下步骤：
(1)放线，选取直径为0.05-0.1mm的钢线作为母线，利用放线机进行放线；
(2)第一道碱洗，将母线置于第一碱洗池中进行第一道碱洗，控制碱液温度30-70℃，PH9-12；
(3)第二道碱洗，将母线置于含有清洗剂的碱性清洗池中进行第二道碱洗，去除母线表面油脂及其他污物；
(4)酸洗，将经过第二道碱洗的母线置于酸洗池中进行酸洗，控制酸液温度25℃，PH≦5；
(5)预镀，将母线置于含有电镀液的电镀池中进行预镀；
(6)上砂，将经过预镀的母线作为阴极通过混合有金刚砂的电镀液，在电场(或电场加磁场)作用下将粒径介于5-100μm的金钢砂微粉均匀吸附到母线表面，并通过持续的镍沉积将金钢砂固定在母线表面；
(7)加固，通过电镀镍沉积将金刚砂在母线上的附着力加强，避免电镀过程中掉砂；
(8)加厚，通过电镀镍继续增加镍层厚度1-50μm，使金刚砂附着力满足最终切割要求；
(9)烘干，烘干温度为80-500℃。
优选的，所述步骤(1)中放线时控制母线张力为3N-30N，放线速度5-50m/min。
优选的，所述步骤(2)、步骤(3)中第一道碱洗、第二道碱洗碱液为氢氧化钠溶液。
优选的，所述步骤(3)中第二道碱洗采用超声碱洗或电解脱脂。
优选的，所述步骤(5)、步骤(6)中电镀液由氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸组成。
优选的，所述步骤(5)中通过母线电流0.01-10A，预镀时间为1-20秒，电镀液温度为30-85℃。
优选的，所述步骤(6)中通过母线电流0.01-10A，上砂时间为1-30秒，电镀液温度为30-85℃。
优选的，所述步骤(7)中通过母线电流0.05-10A，加固时间为1.5-30秒，电镀液温度为30-85℃。
优选的，所述步骤(8)中通过母线电流0.05-10A，电镀液温度为30-85℃。
本发明的有益效果为：
(1)通过两道碱并在第二道碱洗中加入清洗剂有效的去除母线表面油脂及其他污物，酸洗一方面去除母线上铁锈等杂物同时可以中和残存在母线表面上的碱液，并为后续的电镀工艺提供酸性环境；
(2)通过预镀工艺先在母线表面镀有镍层，金钢砂附着在镍层上，更为牢固的粘接在母线上；
(3)采用由氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸组成的电镀液，有效的提高了电镀效率，相同时间和电流电流条件下镍层更为快速的电镀在母线表面；
(4)上砂之后进行加固、加厚步骤，更适合于制造高强度细直径金钢线，制得的金钢线具有更好的自锐性，可应用于精细切割领域；
(5)本发明提供的金钢线制备工艺步骤简单，金钢砂均匀的分布在母线上，外观无生锈、无污染、无色差，破断力强。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种电镀金钢线制备工艺，包括以下步骤：
(1)放线，选取直径为0.05mm的钢线作为母线，利用放线机进行放线，放线时控制母线张力为3N，放线速度5/min；
(2)第一道碱洗，将母线置于装有氢氧化钠的第一碱洗池中进行第一道碱洗，控制碱液温度30℃，PH9；
(3)第二道碱洗，将母线置于含有清洗剂的碱性清洗池中进行第二道碱洗，去除母线表面油脂及其他污物；
(4)酸洗，将经过第二道碱洗的母线置于酸洗池中进行酸洗，控制酸液温度25℃，PH≦5；
(5)预镀，将母线置于含有电镀液的电镀池中进行预镀；
(6)上砂，将经过预镀的母线作为阴极通过混合有金刚砂的电镀液，在电场(或电场加磁场)作用下将粒径介于5-100μm的金钢砂微粉均匀吸附到母线表面，并通过持续的镍沉积将金钢砂固定在母线表面；
(7)加固，通过电镀镍沉积将金刚砂在母线上的附着力加强，避免电镀过程中掉砂；
(8)加厚，通过电镀镍继续增加镍层厚度1μm，使金刚砂附着力满足最终切割要求；
(9)烘干，烘干温度为80-500℃。
所述步骤(5)、步骤(6)中电镀液由氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸组成。
所述步骤(5)中通过母线电流0.01A，预镀时间为20秒，电镀液温度为30℃。
所述步骤(6)中通过母线电流0.01，上砂时间为30秒，电镀液温度为30℃。
所述步骤(7)中通过母线电流0.01A，加固时间为30秒，电镀液温度为30℃。
所述步骤(8)中通过母线电流0.01A，电镀液温度为30℃。
实施例2
一种电镀金钢线制备工艺，包括以下步骤：
(1)放线，选取直径为0.08mm的钢线作为母线，利用放线机进行放线，放线时控制母线张力为17N，放线速度28m/min；
(2)第一道碱洗，将母线置于装有氢氧化钠的第一碱洗池中进行第一道碱洗，控制碱液温度50℃，PH11；
(3)第二道碱洗，将母线置于含有清洗剂的碱性清洗池中进行第二道碱洗，去除母线表面油脂及其他污物；
(4)酸洗，将经过第二道碱洗的母线置于酸洗池中进行酸洗，控制酸液温度25℃，PH≦5；
(5)预镀，将母线置于含有电镀液的电镀池中进行预镀；
(6)上砂，将经过预镀的母线作为阴极通过混合有金刚砂的电镀液，在电场(或电场加磁场)作用下将粒径介于5-100μm的金钢砂微粉均匀吸附到母线表面，并通过持续的镍沉积将金钢砂固定在母线表面；
(7)加固，通过电镀镍沉积将金刚砂在母线上的附着力加强，避免电镀过程中掉砂；
(8)加厚，通过电镀镍继续增加镍层厚度25μm，使金刚砂附着力满足最终切割要求；
(9)烘干，烘干温度为80-500℃。
所述步骤(5)、步骤(6)中电镀液由氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸组成。
所述步骤(5)中通过母线电流5A，预镀时间为10秒，电镀液温度为50℃。
所述步骤(6)中通过母线电流5A，上砂时间为10秒，电镀液温度为50℃。
所述步骤(7)中通过母线电流5A，加固时间为15秒，电镀液温度为50℃。
所述步骤(8)中通过母线电流5A，电镀液温度为50℃。
实施例3
一种电镀金钢线制备工艺，包括以下步骤：
(1)放线，选取直径为0.1mm的钢线作为母线，利用放线机进行放线，放线时控制母线张力为30N，放线速度50m/min；
(2)第一道碱洗，将母线置于装有氢氧化钠的第一碱洗池中进行第一道碱洗，控制碱液温度70℃，PH12；
(3)第二道碱洗，将母线置于含有清洗剂的碱性清洗池中进行第二道碱洗，去除母线表面油脂及其他污物；
(4)酸洗，将经过第二道碱洗的母线置于酸洗池中进行酸洗，控制酸液温度25℃，PH≦5；
(5)预镀，将母线置于含有电镀液的电镀池中进行预镀；
(6)上砂，将经过预镀的母线作为阴极通过混合有金刚砂的电镀液，在电场(或电场加磁场)作用下将粒径介于5-100μm的金钢砂微粉均匀吸附到母线表面，并通过持续的镍沉积将金钢砂固定在母线表面；
(7)加固，通过电镀镍沉积将金刚砂在母线上的附着力加强，避免电镀过程中掉砂；
(8)加厚，通过电镀镍继续增加镍层厚度50μm，使金刚砂附着力满足最终切割要求；
(9)烘干，烘干温度为80-500℃。
所述步骤(5)、步骤(6)中电镀液由氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸组成。
所述步骤(5)中通过母线电流10A，预镀时间为5秒，电镀液温度为85℃。
所述步骤(6)中通过母线电流10A，上砂时间为5秒，电镀液温度为85℃。
所述步骤(7)中通过母线电流10A，加固时间为10秒，电镀液温度为85℃。
所述步骤(8)中通过母线电流10A，电镀液温度为85℃。
对比例1、对比例2、对比例3
对比例1、对比例2、对比例3为分别采用普通制备方法制备母线直径为0.05mm、0.08mm、0.1mm的金钢线。
将实施例1-3与对比例1-3进行检测，检测结果如下表：
母线直径(mm) 外观 破断力(N)
实施例1 0.05 无生锈，无污染，无色差 24
对比例1 0.05 表面部分污染，有色差 18
实施例2 0.08 无生锈，无污染，无色差 27
对比例2 0.08 表面部分污染 22
实施例3 0.1 无生锈，无污染，无色差 31
对比例3 0.1 有色差 25
注：破断力按拉力机操作规程检测产品断裂时的力(N)，检测3次取平均值。
结果表明，采用本发明方法制得的金钢线在外观、破断力上明显优于普通方法制得的金钢线。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种电镀金钢线制备工艺，包括以下步骤：
(1)放线，选取直径为0.05-0.1mm的钢线作为母线，利用放线机进行放线；
(2)第一道碱洗，将母线置于第一碱洗池中进行第一道碱洗，控制碱液温度30-70℃，PH9-12；
(3)第二道碱洗，将母线置于含有清洗剂的碱性清洗池中进行第二道碱洗，去除母线表面油脂及其他污物；
(4)酸洗，将经过第二道碱洗的母线置于酸洗池中进行酸洗，控制酸液温度25℃，PH≦5；
(5)预镀，将母线置于含有电镀液的电镀池中进行预镀；
(6)上砂，将经过预镀的母线作为阴极通过混合有金刚砂的电镀液，在电场作用下将粒径介于5-100μm的金钢砂微粉均匀吸附到母线表面，并通过持续的镍沉积将金钢砂固定在母线表面；
(7)加固，通过电镀镍沉积将金刚砂在母线上的附着力加强，避免电镀过程中掉砂；
(8)加厚，通过电镀镍继续增加镍层厚度1-50μm，使金刚砂附着力满足最终切割要求；
(9)烘干，烘干温度为80-500℃。
2.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中放线时控制母线张力为3N-30N，放线速度5-50m/min。
3.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)、步骤(3)中第一道碱洗、第二道碱洗碱液为氢氧化钠溶液。
4.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中第二道碱洗采用超声碱洗或电解脱脂。
5.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)、步骤(6)中电镀液由氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸组成。
6.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中通过母线电流0.01-10A，预镀时间为1-20秒，电镀液温度为30-85℃。
7.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(6)中通过母线电流0.01-10A，上砂时间为1-30秒，电镀液温度为30-85℃。
8.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(7)中通过母线电流0.05-10A，加固时间为1.5-30秒，电镀液温度为30-85℃。
9.如权利要求1所述的一种电镀金钢线制备工艺，其特征在于，所述步骤(8)中通过母线电流0.05-10A，电镀液温度为30-85℃。
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