CN113275659A - 一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利公开了一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯的制备技术,属于太阳光伏切片线锯领域，主要涉及单晶、多晶棒材切割线锯的制备方法。本发明的制备方法，包括以下步骤：(1)优选黑钨丝，其经过放线→三级电解抛光→水洗→烘干→收线，制备银白色金属光泽钨丝；(2)将所述步骤(1)处理后的钨丝，依次经放线→二级除油→酸洗→冲击镍→上砂→固砂→热处理→收线，经过以上步骤制备30～40um规格合金钨丝金刚石线锯。通过优化组合控制步骤(1)、(2)的工艺参数，制备出高强度超细型钨合金金刚石线锯，在切割大尺寸单晶硅棒时，可降低约13％硅料损耗，每刀可多产生价值288～300元，每片新增价值0.11～0.15元的收益，具有很大的经济和推广价值。

Description

一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯及其制备方法
技术领域
本发明属于光伏切片线锯领域，尤其涉及一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯及其制备方法。
背景技术
由于光伏切片生产商对切片综合良率，过程断丝率，单刀耗线量等要求更加激进，除以上指标外，客户要求提升单刀出片率以降低生产成本。同时随光伏发电技术的进步，硅片尺寸逐渐由158um转向210um，甚至更大尺寸。目前金刚线锯领域基本采用92C或100C线材作为载体，制备不同规格金刚石线锯，通常碳钢母线要经过大拉→中拉→热处理→ISC→多道次拉拔。基于以上流程，母线容易出现锌铜镀层扩散不均、组织夹杂、拉拔沟槽难易控制，尤其直径在43um及以下产品，影响线锯性能，导致客户端断丝偏高，即使采用超强度碳钢，也难以解决43um直径以下产品断线和切割力弱的技术难题。为实现产品细线化和高破断值的特性，满足客户需求，甄别不同材料高强度细丝，从中优选掺杂改性的合金钨丝作为线锯载体，其优异表现：(1)高破断拉力值，是同规格碳钢的1.2～1.3倍，高扭转值是同规格10倍以上，合金钨丝杨氏模量是钢丝的1.7倍、拉伸率仅为碳钢的约60％；(2)钨属于体心立方晶格，经过掺杂改性后的合金钨丝属于微晶结构，晶粒尺寸约100nm，使其组织均匀，内部无夹杂颗粒，其纯度高达99.95％，有利于超细钨丝拉拔；(3)合金钨丝的电阻率为5.4×10～6Ω/cm，仅为碳钢的55.7％，可以承载高一倍的电流，镍镀层沉积更均匀致密；(4)高耐腐蚀能力，在硫酸或盐酸中均不腐蚀，有效避免生产过程酸的腐蚀导致母线的缺陷断丝；所以，合金钨丝优异的指标十分匹配超细线高强度线锯设计需求。
目前，行业常规生产的合金(白)钨丝已实现10～40um的量产，使用成本较大，而选用工业化30～50μm的黑钨丝成本相对较小，但需要在使用前，去除钨丝在生产过程中表面产生的厚氧化层和残留石墨乳，以保证镍镀层结合力。而常规去除厚氧化层、石墨乳的方法，无法匹配金刚线生产速度，同时去除率偏低，钨丝表面清洁度得不到保证，例如拉拔槽内的石墨乳、氧化物残留去除难度大，这些技术问题都增加了将钨丝运用到线锯制备工艺的复杂性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯及其制备方法。
为实现上述发明的目的，本发明技术提供以下技术方案：
一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯，包括包括母线载体、冲击镍层、上砂层、固砂砂层、金刚石颗粒，其特征在于所述母线载体为合金钨丝，其表面刻蚀了“燕尾”型凹坑，所述冲击镍层填充满凹坑和镀覆在母线表面，冲击镍层和母线形成“燕尾榫”结构，上砂层镀覆在冲击镍层表面并固结有金刚石颗粒，上砂层表面还镀覆了一层固砂砂层。
进一步的，所述金刚石线锯直径为30-40μm，镀层厚度3.5-4.5μm，金刚石出刃高度5.5-5.6μm。
本发明还提供了制备上述超细高强度合金钨丝金刚石线锯的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、优选黑钨丝，其经过放线→三级电解抛光→水洗→烘干→收线，制备银白色金属光泽钨丝。
步骤二、将所述步骤一处理后的钨丝，依次经放线→二级除油→水洗→酸洗→水洗→冲击镍→上砂→固砂→水洗→热处理→收线，经过以上步骤制备目标规格金刚石线锯。
优选地，步骤一中三级电解抛光，每一级电解抛光使用的设备主要包括工作槽体(1)、仿形板式阴极极板(2)、超声波震板(3)、阳极导轮(4)，循环槽(5)、加热管(6)、循环液泵(7)、过滤机(8)板式换热器(9)高频直流开关电源(10)几个部分构成。本发明利用瓦楞仿形板式阴极极板，在钨丝圆周方向上明显提高抛光均匀性，同时还有利于形成“燕尾型”腐蚀坑。此外，采用超声辅助提高电解效率，有效。
优选地，步骤一中所述的三级电解抛光工艺包括：
(1)一级电解抛光工艺参数包括：150～200g/L NaOH、25～50g/L K2CO3，电解抛光温度为15～25℃，抛光液流量为150～230L/min，电流密度为8～10A/dm2，烘干温度为150～220℃，生产速度控制15～20m/min，收放线张力控制为1.5～2.0N；
(2)二级电解抛光工艺参数包括：150～200g/L NaOH、25～50g/L K2CO3，电解抛光温度为15～25℃，抛光液流量为150～230L/min，电流密度为6～9A/dm2，烘干温度为150～220℃，生产速度控制15～20m/min，收放线张力控制在1.5～2.0N；
(3)三级电解抛光工艺，其特征在于，所述三级电解抛光工艺参数包括：80～100g/L NaOH、15～25g/L K2CO3，电解抛光温度为15～25℃，抛光液流量为150～230L/min，电流密度为3～7A/dm2，烘干温度为150～220℃，生产速度为15～20m/min，收放线张力控制在1.5～2.0N。
进一步的，将三级电解抛光后的钨丝进行水洗并烘干，烘干温度为150℃-220℃。
所述黑钨丝经过三级电解抛光制备银白色金属光泽钨丝，依次经放线→二级除油→酸洗→冲击镍→上砂→固砂→热处理→收线，制备目标规格的钨丝金刚石线锯。采用该方法制备的30～40um规格钨丝金刚线锯，其破断拉力为6.7～8.8N，是同规格碳钢丝的1.0～1.2倍，扭转性能显著提升，是同规格的7～10倍。
优选地，步骤二所述二级除油，涉及的设备包括：一级和二级除油工作槽，一级除油槽主要包括工作槽内的仿形板式阴极极板(1)、超声波震板(2)、阳极复绕导轮(3)；二级除油工作槽：工作槽体(4)、超声波震板；本发明利用仿形结构明显提高除油和氧化层效果，同时采用超声辅助，使氧化层和石墨乳去除能力加倍。
优选地，所述二级除油，包括：
(1)一级电解除油,工艺参数设置包括：25～30g/L NaOH、50～80g/L除油粉，温度为40～75℃，处理时间为3～5S，电流密度为1～4A/dm2，超声电流为2～3A。
(2)二级电解除油,工艺参数设置包括：25～30g/L NaOH、50～80g/L除油粉，温度为60～75℃，处理时间为3～5S，超声电流为2～3A。
优选地，步骤二所述酸洗工艺包括：20～35g/L复合酸盐，温度为20～35℃，处理时间为3～5S。
优选地，步骤二所述冲击镍工艺包括：625～680g/L氨基磺酸镍，5～10g/L氯化镍，35～45g/L硼酸，温度为45～55℃，电流密度为8～12A/dm2，处理时间为2～3S。
优选地，步骤二所述上砂工艺包括：454～680g/L氨基磺酸镍，5～10g/L氯化镍，30～40g/L硼酸，温度为45～55℃，镀覆金属层金刚砂为1.0～3.0g/L，电流密度为8～15A/dm2，处理时间为60～72S，放线速度为15～30m/min。
优选地，步骤二所述固砂工艺包括：568～680g/L氨基磺酸镍，10～15g/L氯化镍，30～40g/L硼酸，温度为45～55℃，镀覆金属层金刚砂为1.0～3.0g/L，电流密度为8～15A/dm2，处理时间为60～72S，放线速度为15～30m/min。
优选地，所述热处理(烘干除氢)，使本金刚石线锯应力更加均匀，降低客户端断丝率，其温度控制在200～230℃，处理时间1～2S。
优选的，步骤一和步骤二中所述的水洗包括冷水洗和/或热水洗，具体的：热水洗为一级水洗，使用纯水(电导率小于10μs/cm)，温度控制在65～70℃；冷水洗为三级水洗，使用纯水(电导率小于10μs/cm)，温度控制在25～30℃。
采用以上步骤制备30～40um规格合金钨丝金刚石线锯；制备合金钨丝金刚石线锯破断拉力为6.7～8.8N，是同规格碳钢丝的1.0～1.2倍，扭转性能显著提升，是同规格的7～10倍。
本发明通过四个方面的改进：1)优选掺杂改性的合金钨丝：与同规格碳钢母线比较，其具备高破断拉力值，高扭转值，低延伸率，高耐腐蚀，低电阻率，尤其低电阻率，可极大提升30～40um规格电密度承载能力，而制备线锯无脆断风险；2)特殊三级电解抛光处理设备与工艺：通过严格控制电解液浓度、温度、处理时间、超声强度值、烘干温度，制备表面均匀、低粗糙度值、应力均匀，破断强度高合金白钨丝；3)纳米级别“燕尾”型凹坑(如图4所示)结构刻蚀技术：合金钨丝经过优化前处理工作槽结构，采用瓦楞仿形板式阴极极板电解与超声联用，使基材表面形成“燕尾”型凹坑，辅助高强度超声机械振动，不仅显著增强了氧化钨腐蚀产物剥离速度，此外，后期冲击镍层时，母线与镍镀层形成“燕尾榫”结构，显著提升镍镀层与母线载体的结合力。4)采用大电流密度冲击镍工艺：因合金钨丝电阻率较低，仅为同规格碳钢电阻率的50％-55％，使用高效冲击镍，提升钨丝表面拉拔沟及“燕尾”型槽内镍的沉积深度能力，增强上砂层与预镀打底层结合力，进而增强对金刚砂的把持力。
与现有线锯制备技术相比，本发明的优势效果为：
(1)本发明优选线锯载体材质为掺杂改性合金钨丝作为母线，其机械性能显著优于目前行业通用的碳钢母线，钨丝制造技术已实现直径10～40um量产，满足切片流域细线化需求；
(2)本发明利用氧化钨在碱性溶液中易溶解而形成钨酸钠，设计三级电解抛光设备及工艺，实现由工业化30～50um黑钨丝制备白钨丝，降低生产成本。通过优化三级电解抛光工艺，在去除钨丝表面氧化层和石墨乳的同时，实现1-3μm精度减径，解决了行业常规采用拉拔技术造成母线拉拔槽缺陷的问题，并在母线表面刻蚀纳米级别“燕尾”型凹坑，提升氧化钨腐蚀产物的剥离速度，并在后期冲击镍层时提高镀层与母线的结合力；
(3)本发明在线锯制备工序中，电解除油方式设计为超声阳极电解除油+超声化学除油(该工序行业采用单一阴极或化学除油)，预镀工艺调整大电流密度冲击镍，基于以上工艺优化，能有效地提升镀层与母线结合力，实现拉力增幅的提升；
(4)本发明制备30～40um规格合金钨丝金刚线锯，其破断拉力为6.7～8.8N，是同规格碳钢丝基材线锯的1.0～1.2倍，扭转性能是同规格碳钢丝基材线锯7～10倍；
(5)客户端表现，使用本发明制备高强度超细型钨合金线锯产品在切割大尺寸晶硅棒时，实现良率93.0～95.0％，断丝率低于1.5％，达到同规格或以上碳钢载体线锯水平，在断丝率指标中，明显优于碳钢载体的线锯。在相同的槽距下，有片厚提升优势，可缩短槽距使用，硅料锯口损耗可节约13％，每刀可增值288～300元，每片新增收益提升0.11～0.15元；在相同的切割工艺下，切片纹路更加细致，线痕均较低，提升光电转换效率，其表面平整度如图8所示。
附图说明
图1为本发明合金白钨丝制备工艺流程示意图；
图2为本发明仿形辅助工作电极设计图；
图3为本发明金刚石线锯制备电解除油槽设计示意图；
图4为本发明钨丝金刚石线锯结构示意图；
图5为本发明实施例1制造的直径40um金刚石线锯SEM电子显微照片；
图6为本发明实施例2制造的直径37um金刚石线锯SEM电子显微照片；
图7为本发明实施例3制造的直径35um金刚石线锯SEM电子显微照片；
图8H-40产品与普通-40产品切割大尺寸硅棒的切片表面SEM电子显微照片；
其中：1-槽体；2-仿形板式阴极极板；3-超声波振板；4-阳极导轮；5-钨丝；6-冲击镍层；7-上砂层；8-固砂砂层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明,但是不能把它理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1～3中所使用的化学品均为市场采购商品，本发明实施例中所使用的母线原料为掺杂改性的合金钨丝，金刚石微粉直径为5～12um，已镀覆镍合金涂层。
实施例1
本实施例中，使用直径为45um的黑钨丝作为母线制备规格为H-40的超细高强度合金钨丝金刚石线锯，如图1-3所示，本发明制备过程包含如下步骤：
步骤一、黑钨丝其经过放线→三级电解抛光→水洗→烘干→收线，制备白钨丝；
步骤二、将所述步骤一处理后获得的白钨丝，依次经放线→二级除油→水洗→酸洗→水洗→冲击镍→上砂→固砂→水洗→热处理→收线，获得目标产品。
步骤一中的三级电解抛光工艺包括：
(1)一级电解抛光工艺参数包括：170g/L NaOH、40g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为9A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度控制15m/min，收放线张力控制：2.0N。
(2)二级电解抛光工艺参数包括：170g/L NaOH、40g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为8A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度控制15m/min，收放线张力控制：2.0N。
(3)三级电解抛光工艺级参数包括：90g/L NaOH、22g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为6A/d2m，烘干温度为180℃，生产速度为15m/min，收放线张力控制为2.0N。
步骤二中，二级除油工艺参数包括:
(1)一级电解除油工艺参数包括：30g/L NaOH、70g/L除油粉(U-252)，温度为65℃，处理时间为4S，电流密度为3A/dm2，超声电流为2.5A；(2)二级电解除油工艺参数包括：28g/LNaOH、70g/L除油粉(U-252):，温度为65℃，处理时间为4，超声电流为2.0A。
步骤二中，酸洗工艺包括：33g/L复合酸盐，温度为25℃，处理时间为4S。
步骤二中，冲击镍工艺包括：600g/L氨基磺酸镍，8g/L氯化镍，42g/L硼酸，温度为52℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为1.5S。
步骤二中，上砂工艺包括：550g/L氨基磺酸镍，8g/L氯化镍，37g/L硼酸，温度为52℃，镀覆金属层金刚砂为2.5g/L，电流密度为10A/dm2，处理时间为65S，放线速度为25m/min。
步骤二中，固砂工艺包括：进一步，600g/L氨基磺酸镍，13g/L氯化镍，38g/L硼酸，温度为52℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为65S，放线速度为25m/min。
步骤二中，热处理(烘干除氢)工艺包括：温度控制在210℃，处理时间1.5S。
经过本发明制备40um高强度合金钨丝金刚线锯，如图5所示，按行业通用的测试方法，产品破断拉力值为8.6～8.8N,扭转值为480～580R，其指标均优于碳钢母线线锯。
实施例2
本实施例中使用直径为42um的黑钨丝作为母线制备规格为H-38的超细高强度合金钨丝金刚石线锯，如图1-3所示，本发明制备过程包含如下步骤：
步骤一、黑钨丝其经过放线→三级电解抛光→水洗→烘干→收线，制备白钨丝；
步骤二、将所述步骤(1)处理后白钨丝，依次经放线→二级除油→水洗→酸洗→水洗→冲击镍→上砂→固砂→水洗→热处理→收线，获得目标产品。
步骤一中的三级电解抛光工艺包括：
(1)一级电解抛光工艺参数包括：170g/L NaOH、40g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为9A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度控制15m/min，收放线张力控制：2.0N。
(2)二级电解抛光工艺参数包括：170g/L NaOH、40g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为8A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度控制15m/min，收放线张力控制：2.0N。
(3)三级电解抛光工艺级参数包括：90g/L NaOH、22g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为6A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度为18m/min，收放线张力控制在2.0N。
步骤二中，二级除油工艺参数包括:
(1)一级电解除油工艺参数包括：30g/L NaOH、70g/L除油粉(U-252)，温度为65℃，处理时间为4S，电流密度为3A/dm2，超声电流为2.5A；(2)二级电解除油工艺参数包括：28g/LNaOH、70g/L除油粉(U-252)，温度为65℃，处理时间为4S，超声电流为2.0A。
步骤二中，酸洗工艺包括：33g/L复合酸盐，温度为25℃，处理时间为4S。
步骤二中，冲击镍工艺包括：进一步，氨基磺酸镍：600g/L，氯化镍为8g/L，42g/L硼酸，温度为52℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为1.5S。
步骤二中，上砂工艺包括：550g/L氨基磺酸镍，8g/L氯化镍，37g/L硼酸，温度为52℃，镀覆金属层金刚砂为2.5g/L，电流密度为10A/dm2，处理时间为65S，放线速度为25m/min。
步骤二中，固砂工艺包括：600g/L氨基磺酸镍，13g/L氯化镍，38g/L硼酸，温度为52℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为65S，放线速度为25m/min。
步骤二中，热处理(烘干除氢)工艺包括：温度控制在210℃，处理时间1.5S。
经过本发明制备38um高强度合金钨丝金刚线锯，产品如图6所示，按行业通用的测试方法，产品破断拉力值为7.5～8.2N,扭转值为450～530R，其指标均优于碳钢母线线锯。
实施例3
本实施例中使用直径为39um的合金钨丝作为母线制备规格为H-35的超细型高强度合金钨丝金刚石线锯,如图1-3所示，本发明制备过程包含如下步骤：
步骤一、黑钨丝其经过放线→三级电解抛光→水洗→烘干→收线，制备白钨丝；
步骤二、将所述步骤(1)处理后白钨丝，依次经放线→二级除油→水洗→酸洗→水洗→冲击镍→上砂→固砂→水洗→热处理→收线，获得目标产品。
步骤一中三级电解抛光工艺，包括：
(1)一级电解抛光工艺参数包括：170g/L NaOH、40g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为9A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度控制15m/min，收放线张力控制：2.0N。
(2)二级电解抛光工艺参数包括：NaOH：170g/L、40g/LK2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为8A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度控制15m/min，收放线张力控制：2.0N。
(3)三级电解抛光工艺级参数包括：90g/L NaOH、22g/L K2CO3，电解抛光温度为20℃，抛光液流量为200L/min，电流密度为6A/dm2，烘干温度为180℃，生产速度为20m/min，收放线张力控制在2.0N。
步骤二中，二级除油工艺参数包括:
(1)一级电解除油工艺参数包括：30g/L NaOH、70g/L除油粉(U-252)，温度为65℃，处理时间为4S，电流密度为3A/dm2，超声电流为2.5A；(2)二级电解除油工艺参数包括：28g/LNaOH、70g/L除油粉(U-252)，温度为65℃，处理时间为4S，超声电流为2.0A。
步骤二中，酸洗工艺包括：33g/L复合酸盐，温度为25℃，处理时间为4S。
步骤二中，冲击镍工艺包括：600g/L氨基磺酸镍，8g/L氯化镍，42g/L硼酸，温度为52℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为1.5S。
步骤二中，上砂工艺包括：进一步，550g/L氨基磺酸镍，8g/L氯化镍，37g/L硼酸，温度为52℃，镀覆金属层金刚砂为2.5g/L，电流密度为10A/dm2，处理时间为65S，放线速度为25m/min。
步骤二中，固砂工艺包括：进一步，600g/L氨基磺酸镍，13g/L氯化镍，38g/L硼酸，温度为52℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为65S，放线速度为25m/min。
步骤二中，热处理(烘干除氢)工艺包括：温度控制在210℃，处理时间1.5S。
经过本发明制备35um高强度合金钨丝金刚线锯，产品如图7所示，按行业通用的测试方法，产品破断拉力值为6.5～7.0N,扭转值为415～512R，其指标均优于碳钢母线线锯。
上述3个实施例中钨丝产品的结构示意图如图4所示，参数及客户切割验证数据，如表1、表2所示。
表1.实施例1～3中金刚线参数
Figure BDA0003037537510000081
表2.实施例1～3中产品的客户表现。
Figure BDA0003037537510000082
从实施例可以看出：本发明通过严格控制步骤(1)与步骤(2)中的二级电解除油参数，并结合金刚石线上砂和固砂工艺的参数，可以稳定制备超细高强度金刚石线锯，其破断强度在6.7～8.8N,扭转≥480R，采用本次发明技术生产的35～40规格金刚石线锯在大尺寸规格硅片切割应用中，实现综合良率94.0～95.0％，断丝率低于1.5％的优异水平，同碳钢母线制备45um线锯水平相当；在成本方面优势，为客户节约13％硅料损耗，每刀可多产生价值288～300元，每片新增价值0.11～0.15元。
以上所述仅是本发明的优选的实施方式，应当说明，对于金刚石线锯制造领域的技术员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可以做出适当的修改和优化，这些修改和优化均视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯，包括包括母线载体、冲击镍层、上砂层、固砂砂层、金刚石颗粒，其特征在于所述母线载体为钨丝或者合金钨丝，其表面刻蚀了“燕尾”型凹坑，所述冲击镍层填充满凹坑和镀覆在母线表面，冲击镍层和母线形成“燕尾榫”结构，上砂层镀覆在冲击镍层表面并固结有金刚石颗粒，上砂层表面还镀覆了一层固砂砂层。
2.根据权利要求1所述的一种超细高强度合金钨丝金刚石线锯，其特征在于所述金刚石线锯直径为30-40μm，镀层厚度3.5-4.5μm，金刚石出刃高度5.5-5.6μm。
3.根据权利要求1或2任一所述的超细高强度合金钨丝金刚石线锯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、优选黑钨丝，其经过放线→三级电解抛光→水洗→烘干→收线，制备银白色金属光泽钨丝；
步骤二、将所述步骤一处理后的钨丝，依次经放线→二级除油→水洗→酸洗→水洗→冲击镍→上砂→固砂→水洗→热处理→收线。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述三级电解抛光，每一级电解抛光的设备由工作槽体、仿形板式阴极极板、超声波震板、阳极导轮，循环槽、加热管、循环液泵、过滤机、板式换热器、高频直流开关电源组成。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二级除油设备包括：一级和二级除油工作槽，所述一级除油槽主要包括工作槽体及槽体内的仿形板式阴极极板、超声波震板、阳极复绕导轮；所述二级除油工作槽包括工作槽体及超声波震板。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤一中三级电解抛光的工艺步骤包括：
a.一级电解抛光工艺参数包括：150～200g/L NaOH、25～50g/L K2CO3，电解抛光温度为15～25℃，抛光液流量为150～230L/min，电流密度为8～10A/dm2，生产速度控制在15～20m/min，收放线张力控制在1.5～2.0N；
b.二级电解抛光工艺参数包括：150～200g/L NaOH、25～50g/L K2CO3，电解抛光温度为15～25℃，抛光液流量为150～230L/min，电流密度为6～9A/dm2，生产速度控制15～20m/min，收放线张力控制在1.5～2.0N；
c.三级电解抛光工艺参数包括：80～100g/L NaOH、15～25g/L K2CO3，电解抛光温度为15～25℃，抛光液流量为150～230L/min，电流密度为3～7A/dm2，生产速度为15～20m/min，收放线张力控制在1.5～2.0N。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤二中二级除油包括：
a.一级电解除油工艺参数包括：25～30g/L NaOH、50～80g/L除油粉，温度为40～75℃，处理时间为3～5S，电流密度为1～4A/dm2，超声电流为2～3A；
b.二级电解除油工艺参数包括：20～30g/L NaOH、50～80g/L除油粉，温度为40～75℃，处理时间为3～5，超声电流为2～3A。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤二中酸洗工艺包括：20～35g/L复合酸盐，温度为20～35℃，处理时间为3～5S。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中冲击镍工艺包括：625～680g/L氨基磺酸镍，5～10g/L氯化镍，35～45g/L硼酸，温度为45～55℃，电流密度为8～12A/dm2，处理时间为2～3S。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中：
上砂工艺包括：454～680g/L氨基磺酸镍，5～10g/L氯化镍，30～40g/L硼酸，温度为45～55℃，镀覆金属层金刚砂为1.0～3.0g/L，电流密度为8～15A/dm2，处理时间为60～72S，放线速度为15～30m/min；
固砂工艺包括：568～680g/L氨基磺酸镍，10～15g/L氯化镍，30～40g/L硼酸，温度为45～55℃，镀覆金属层金刚砂为1.0～3.0g/L，电流密度为8～15A/dm2，处理时间为60～72S，放线速度为15～30m/min；
热处理：温度控制在200～230℃，处理时间1～2S。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114480936A (zh) * 2022-02-24 2022-05-13 佛山宁宇科技股份有限公司 高性能稀土合金钨切割线

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102225597A (zh) * 2011-06-03 2011-10-26 蒙特集团（香港）有限公司 一种用于硬脆材料切割的连续线材及其制备方法
US20140246005A1 (en) * 2011-04-05 2014-09-04 Ehwa Diamond Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing an electrodeposited diamond wire saw using patterned non-conductive materials
CN104399743A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 重庆材料研究院有限公司 钨基难熔合金丝材的热扎方法
CN107299378A (zh) * 2017-05-26 2017-10-27 杨凌美畅新材料有限公司 一种高效切割硅片用金刚线的制造方法
CN109591210A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 盛利维尔（中国）新材料技术股份有限公司 一种金刚石线锯及其制备方法
CN110076705A (zh) * 2019-02-18 2019-08-02 盛利维尔（中国）新材料技术股份有限公司 一种裸粉上砂电镀金刚线工艺
CN110438550A (zh) * 2019-08-14 2019-11-12 苏州韦度新材料科技有限公司 一种超锋利型金刚石线锯的制备方法及金刚石线锯
CN110499523A (zh) * 2019-08-07 2019-11-26 浙江新瑞欣精密线锯有限公司 一种用于制备电镀金刚线的上砂工艺及其装置
CN112192459A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 苏州韦度新材料科技有限公司 一种适合大尺寸半导体切割的金刚石线锯制备工艺

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140246005A1 (en) * 2011-04-05 2014-09-04 Ehwa Diamond Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing an electrodeposited diamond wire saw using patterned non-conductive materials
CN102225597A (zh) * 2011-06-03 2011-10-26 蒙特集团（香港）有限公司 一种用于硬脆材料切割的连续线材及其制备方法
CN104399743A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 重庆材料研究院有限公司 钨基难熔合金丝材的热扎方法
CN107299378A (zh) * 2017-05-26 2017-10-27 杨凌美畅新材料有限公司 一种高效切割硅片用金刚线的制造方法
CN109591210A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 盛利维尔（中国）新材料技术股份有限公司 一种金刚石线锯及其制备方法
CN110076705A (zh) * 2019-02-18 2019-08-02 盛利维尔（中国）新材料技术股份有限公司 一种裸粉上砂电镀金刚线工艺
CN110499523A (zh) * 2019-08-07 2019-11-26 浙江新瑞欣精密线锯有限公司 一种用于制备电镀金刚线的上砂工艺及其装置
CN110438550A (zh) * 2019-08-14 2019-11-12 苏州韦度新材料科技有限公司 一种超锋利型金刚石线锯的制备方法及金刚石线锯
CN112192459A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 苏州韦度新材料科技有限公司 一种适合大尺寸半导体切割的金刚石线锯制备工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
沈亚光: "《防护与装饰性电镀》", 30 November 2008 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114480936A (zh) * 2022-02-24 2022-05-13 佛山宁宇科技股份有限公司 高性能稀土合金钨切割线

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