固定磨料線鋸的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及固定磨料線鋸【技術(shù)領(lǐng)域】，本實用新型的固定磨料線鋸包括：線材；結(jié)合層，位于所述線材表面，包括形成于所述線材表面的金屬或合金層以及嵌置固定于金屬或合金層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒；以及表面層，表面層為一層或多層復(fù)合層，覆蓋于所述結(jié)合層的表面，表面層由有機材料、金屬和/或合金材料構(gòu)成，并可包含填充于其間的填充磨料。本實用新型可解決由于研磨顆粒結(jié)合強度隨表面層的耗損而降低，切割過程中切屑堵塞，以及冷卻液或潤滑液的流通問題，在提升切割效率的同時延長線鋸使用壽命，還能通過調(diào)整表面配置來提高工件的切割平坦度。
【專利說明】固定磨料線鋸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及線鋸及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種固定磨料線鋸。

【背景技術(shù)】
[0002]線鋸切割是對半導(dǎo)體、水晶、各種單結(jié)晶、磁性材料、精密陶瓷、及其他硬脆材料進(jìn)行切割的一種加工方法。游離磨料線鋸目前已廣泛的應(yīng)用在半導(dǎo)體晶圓和太陽能硅片的切片制程中，其是利用鋼線帶動游離磨料(磨料+液體)來移除材料，但由于游離磨料線鋸使用后的磨料易污染環(huán)境，導(dǎo)致工業(yè)上的浪費，且其加工效率低，故發(fā)展固定磨料線鋸已成為工業(yè)界必然的趨勢。相較于游離磨料線鋸，固定磨料線鋸之優(yōu)點在于提升材料移除率以及加工磨料能充分被利用，能夠有效的提供產(chǎn)能。
[0003]美國專利US4485757A曾提出一種用滾壓嵌入方式制備連續(xù)金剛石線鋸的工藝，此種工藝制備的金剛石線鋸的金剛石涂層直徑均勻而厚度及線徑不均勻，很難生產(chǎn)出大于120米長的金剛石線。并且，通過機械作用將超硬磨料滾壓嵌入到線材基體中，還大大降低了線材的強度。
[0004]一種磨料線鋸是樹脂結(jié)合劑固結(jié)方式是通過熱固性樹脂或光固化樹脂將磨料顆粒固結(jié)到線材上，如日本大阪府的住友電氣工業(yè)株式會社和大阪金剛石工業(yè)株式會社共同申請的專利提到在高強度線材上用樹脂固定上磨料和填料，磨料尺寸不小于樹脂粘結(jié)層厚度的三分之二，填料尺寸小于粘結(jié)劑厚度的三分之二。線鋸制作中的樹脂固化需要加熱和燒結(jié)工序，因此，此線鋸制造速度只能提高到每分鐘10米左右。這種樹脂結(jié)合劑固結(jié)金剛石制備的金剛線鋸磨料尺寸越大，切割速度快，但切割速度隨時間變化較大，同時這種金剛石線鋸都存在磨料把持強度不高，耐熱性差，耐磨性低，加工時線鋸磨損嚴(yán)重等問題。
[0005]還有一種磨料線鋸是通過電鍍或復(fù)合鍍的方式，是通過電鍍，電鍍和化學(xué)鍍復(fù)合鍍的方式，將磨料溶于鍍液中，均勻的夾雜在金屬鍍層中而附著在線材上制備的，這種方式是從水溶液內(nèi)沉積金屬層把磨料顆粒埋住而把持力不夠，磨料線鋸的壽命短，因此無法從根本上解決磨料顆粒脫落的問題。
[0006]此外在切鋸工件的過程中，會產(chǎn)生大量的工件粉末，這些粉末容易團聚并附著在研磨顆粒上，阻礙了研磨顆粒的工作，并影響了冷卻液/潤滑液對研磨顆粒的作用。
[0007]鑒于太陽能行業(yè)的快速發(fā)展，為了改善游離磨料線切所造成的污染和效率低的問題，日本一些企業(yè)，臺灣的微鉆，中國岱勒等公司也相應(yīng)推出了用于太陽能晶硅切割的金剛線，其是在金剛石表面鍍了一層金屬，如鎳或鎳的合金，在通過鎳或鎳的合金鍍液把金剛石附著在鋼線上，這種制備的金剛線鍍層對金剛石的把持力不夠，容易造成斷線，壽命低。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:為解決由于研磨顆粒結(jié)合強度隨表面層的耗損而降低、切割過程中切屑堵塞，以及冷卻液/潤滑液的流通問題，本實用新型提供一種固定磨料線鋸，它在提升切割效率的同時延長線鋸使用壽命。
[0009]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種固定磨料線鋸，其包括:
[0010]線材；
[0011]結(jié)合層，位于所述線材表面，包括形成于所述線材表面的金屬或合金層以及嵌置固定于金屬或合金層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒；
[0012]以及表面層，表面層為一層或多層復(fù)合層，表面層覆蓋于所述結(jié)合層的表面，所述表面層材料為有機材料、金屬或合金材料。
[0013]進(jìn)一步，表面層中可包含填充于其間的填充磨料。
[0014]在結(jié)合層的表面，通過覆蓋表面層，用于進(jìn)一步固定研磨顆粒，使研磨顆粒在使用過程中不易脫落，能提升切割效率，同時也能延長線鋸使用壽命。
[0015]進(jìn)一步地:所述的有機材料是樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、改性環(huán)氧樹脂的任意一種或其組合；這些有機材料便于加工，通過熱或光進(jìn)行固化成型，具有很好的固定，耐磨，強度等特征。所述金屬是鈦、鎳、銅、鋅、鋁、銀、錫或鉻；所述合金是以鈦、鎳、銅、鋅、鋁、銀、錫或鉻為主體的合金。這些金屬或合金便于加工，電鍍或化學(xué)鍍，且力學(xué)性能好。
[0016]進(jìn)一步地:所述的結(jié)合層的主體材料為鎳、銅、鋅、錫或銀；或者以鎳、銅、鋅、錫、
銀為主體的合金。這些金屬或合金便于加工，電鍍或化學(xué)鍍，且力學(xué)性能好。并且還可以進(jìn)一步和金屬化合磨料產(chǎn)生冶金化合反應(yīng)。
[0017]進(jìn)一步地:所述的結(jié)合層的主體材料為銅錫合金、銅鋅合金、錫鉍合金、錫鉛合金、錫銻合金、鋁鎂合金、錫銀合金、鎳鋁合金、鋅鎳合金或鋁銅合金。這些合金材料易于加工，電鍍或化學(xué)鍍，力學(xué)性能好，并且還可以進(jìn)一步和金屬化合磨料產(chǎn)生冶金化合反應(yīng)。
[0018]進(jìn)一步地:所述的研磨顆粒主體是金剛石、立方氮化硼、氧化鋁、碳化硅的任意一種或其組合。這些研磨顆粒是自然界中最堅硬的一些物質(zhì)，因此用其來切鋸其他堅硬物質(zhì)。
[0019]進(jìn)一步地:所述的研磨顆粒是裸研磨顆粒，或者是表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒。采用裸研磨顆粒，線鋸制作成本低；采用表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒；采用表面全部或部分包覆了金屬化合層的研磨顆粒研磨顆粒與結(jié)合層結(jié)合強度更高，更不易脫落。可根據(jù)線鋸的使用要求，對研磨顆粒進(jìn)行選擇。
[0020]進(jìn)一步地:所述的包覆研磨顆粒的金屬或合金是鈦、鎳、銅、鋅、鋁、銀、錫、鉻或是以上各金屬的合金。進(jìn)一步地:所述的包覆研磨顆粒的金屬化合的主體材料為鎳、銅、錫、鋅、鋁或銀為主體的合金材料，且合金材料中含有活化材料，所述的活化材料為硅、鈦、鉻、錳、硼和鋁中的一種或多種，所述的活化材料的重量百分比至少超過金屬化合層中合金材料總體的0.1%。
[0021]這些金屬或合金材料易于加工，電鍍或化學(xué)鍍，力學(xué)性能好，并且合金材料還可以進(jìn)一步加工，形成金屬化合層。
[0022]所述的金屬化合層為研磨顆粒表面與包裹于其外的金屬合金層在物理結(jié)合力之外存在化學(xué)鍵結(jié)合。
[0023]結(jié)合層，與線材的部分或全部表面和表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒的部分或全部表面，存在冶金結(jié)合；
[0024]或者結(jié)合層，與線材的部分或全部表面和表面全部或部分包覆了金屬化合層的研磨顆粒的部分或全部表面，存在冶金結(jié)合。
[0025]所述的表面層材料為金屬或合金材料；表面層，與結(jié)合層的部分或全部表面、結(jié)合層與線材的部分或全部表面和表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒的部分或全部表面，存在冶金結(jié)合；
[0026]或者所述的表面層材料為金屬或合金材料；表面層，與結(jié)合層的部分或全部表面、結(jié)合層與線材的部分或全部表面和表面全部或部分包覆了金屬化合層的研磨顆粒的部分或全部表面，存在冶金結(jié)合。
[0027]進(jìn)一步地:所述的表面層中的填充磨料的顆粒尺寸是在研磨顆粒的3/4-1/30之間。填充磨料進(jìn)一步加固研磨顆粒的固定，并增加了表面層的耐磨性，并有利于防止切屑堵塞，以及冷卻液/潤滑液的流通。
[0028]進(jìn)一步地:為使填充磨料堅硬，力學(xué)性能好所述的填充磨料為金剛石、碳化硅、氮化鋁、石墨、六方氮化硼或金屬及合金微粉的一種或其組合。
[0029]進(jìn)一步地:所述的線材是以金屬為基材的線材，優(yōu)選不銹鋼線、碳鋼鋼線、鍍銅鋼線、鍍鋅鋼線、鍍黃銅鋼線，且線材為經(jīng)過或未經(jīng)過預(yù)變形的單線、絞線或編線。
[0030]由于結(jié)合層是在線材表面形成的金屬或合金層，其中還嵌置固定于金屬或合金層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒；受加工工藝限制，本實用新型中的線材采用上述線材較為合適。這些線材的力學(xué)性能便于此工藝的制備。
[0031]進(jìn)一步地:所述的表面層的表面有溝槽。通過這些溝槽的收縮及放大，避免了表面層從線鋸上脫落。
[0032]進(jìn)一步地:為便于制作，所述的溝槽為螺旋型或與線材平行或垂直的溝槽，或者是裂紋式溝槽。
[0033]一種固定磨料線鋸的制備方法，包括如下步驟:
[0034](A)形成結(jié)合層:采用涂覆、熱浸、電鍍、化學(xué)鍍或復(fù)合鍍方式，在線材表面形成一結(jié)合層，其中該結(jié)合層包括形成的金屬或合金層以及嵌置固定于該層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒;
[0035](B)形成表面層:通過涂覆，熱沾或電鍍的方式在結(jié)合層上形成表面層，表面層為一層或多層的復(fù)合層，以進(jìn)一步固定這些研磨顆粒。
[0036]進(jìn)一步地:為提高研磨顆粒與金屬或合金層的結(jié)合強度，加強研磨顆粒在金屬或合金層上的附著力，所述的研磨顆粒表面全部或部分包覆了金屬或合金，或研磨顆粒表面全部或部分包覆了金屬化合層，所述的(A)形成結(jié)合層步驟與(B)形成表面層步驟間，還有(Al)冶金化合處理步驟，所述的(Al)冶金化合處理為:短時間單次或多次加熱步驟(A)中得到的線材，使得金屬或合金層與研磨顆粒表面包覆的金屬或合金或金屬化合層產(chǎn)生冶金彡口口 ?
[0037]進(jìn)一步地:所述的步驟(Al)中的加熱方式采用表面加熱，加熱溫度為2500C _900°C，單次加熱時間為2-60秒。采用短時間表面加熱，加熱溫度250°C _900°C，可以在提高研磨顆粒與金屬或合金層結(jié)合強度的同時避免損傷線材。
[0038]進(jìn)一步地:所述的步驟(B)形成表面層為:在采用涂覆、熱沾或電鍍的方式在結(jié)合層上形成表面層的過程中，通過輔助加工或控制固化工藝，在表面層的外表面形成溝槽。為避免表面層在使用過程中脫落，在形成表面層的過程中，通過輔助加工或控制固化工藝，在表面層的外表面形成溝槽，由于存在溝槽，因此線鋸使用時熱脹冷縮過程中，表面層不易脫落。
[0039]一種研磨顆粒表面全部或部分包覆金屬化合層的方法，其包括如下工藝步驟:
[0040]I)有機粘附溶液調(diào)配:將粘附劑溶入有機溶劑中，攪拌均勻，得有機粘附溶液；
[0041]2)浸潤:將研磨顆粒浸入調(diào)配好的有機粘附溶液中，使得研磨顆粒的表面涂覆有有機粘附溶液；
[0042]3)涂附工藝:將步驟2)中得到的研磨顆粒合金粉末加以混拌，使得金屬或合金粉末附著在研磨顆粒表面，再除去多余的金屬或合金粉末；
[0043]4)加熱工藝:將附著有合金粉末的研磨顆粒和大量的細(xì)粒氧化陶瓷粉末混拌后置于承具中，再置于真空爐中或保護氣體條件下進(jìn)行加熱，使得金屬或合金粉末加熱融化；
[0044]5)冷卻工藝:將步驟4)中加熱后的研磨顆粒加以冷卻并過濾，得表面全部或部分包覆金屬化合層的研磨顆粒。
[0045]進(jìn)一步地:所述的保護氣體是所述的保護氣體是氫、氬、氦、氮、氨、一氧化碳、二氧化碳中的一種或幾種的混合。
[0046]本實用新型的有益效果是，本實用新型的固定磨料線鋸，解決了現(xiàn)有的線鋸由于研磨顆粒結(jié)合強度隨表面層的耗損而降低之問題，切割過程中切屑堵塞，以及冷卻液/潤滑液的流通問題，在提升切割效率的同時延長線鋸使用壽命，還可通過調(diào)整表面層的結(jié)構(gòu)配置來提高工件的切割平坦度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0048]圖1是本實用新型的第一個具體實施例中的未形成表面層前的線鋸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2是本實用新型的固定磨料線鋸的第一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖3是本實用新型的第二個具體實施例中的未形成表面層前的線鋸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖4是本實用新型的固定磨料線鋸的第二個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖5是本實用新型的第三個具體實施例中的未形成表面層前的線鋸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖6是本實用新型的固定磨料線鋸的第三個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖7是本實用新型的第四個具體實施例中的未形成表面層前的線鋸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖8是本實用新型的固定磨料線鋸的第四個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖9是圖8的剖視圖；
[0057]圖10是本實用新型的固定磨料線鋸的第五個具體實施例中的未形成表面層前的線鋸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖11是本實用新型的固定磨料線鋸的第五個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖12是本實用新型的固定磨料線鋸的第六個具體實施例中的未形成表面層前的線鋸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖13是本實用新型的固定磨料線鋸的第六個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061]圖中:1、線材，2、結(jié)合層，2-1、電鍍層，2-2、研磨顆粒，3、表面層，3-2、溝槽。

【具體實施方式】
[0062]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0063]實施例1:
[0064]如圖2所示的本實用新型的固定磨料線鋸的第一個具體實施例，包括線材1，線材I為一鍍銅鋼線；線材I表面形成有結(jié)合層2，結(jié)合層2包括形成于所述線材I表面的電鍍層2-1以及嵌置固定于電鍍層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒2-2，電鍍層的材料為鋅，研磨顆粒為金剛石外層全部包裹了金屬化合層，金屬化合層的主體材料為銅鉻合金；以及表面層3，表面層3為一層，表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面，表面層3材料為環(huán)氧樹脂。
[0065]如圖1和2所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第一個具體實施例中的研磨顆粒的制備方法為:
[0066]I)有機粘附溶液調(diào)配，將酚醛樹脂溶于乙醇中，攪拌均勻；
[0067]2)涂覆工藝，將金剛石磨料置于漏勺中，再浸入有機粘附溶液中，經(jīng)由搖動混拌后，將漏勺提起，將多余溶液漏掉，使得金剛石表面涂覆了有機粘附溶液；
[0068]3)涂附工藝，將表面涂覆了有機粘附溶劑的金剛石和大量銅鉻粉末在滾筒中混拌，使得粉末均勻的涂附在金剛石的表面，然后用篩網(wǎng)將多余的粉末除掉；
[0069]4)加熱工藝，將涂附了銅鉻合金粉末的金剛石和大量細(xì)粒三氧化二鋁粉末混拌后，置于氧化陶瓷承具中，再放于真空爐中進(jìn)行加熱，在1000度下加熱13分鐘(加熱的溫度和時間根據(jù)材料而定，但不局限于此)，將銅鉻合金粉末加熱融化；
[0070]5)冷卻工藝，將步驟4)中加熱后的混料加以冷卻并以篩網(wǎng)過濾，獲得表面包覆金屬化合層的研磨顆粒2-2。
[0071]如圖1和圖2所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第一個具體實施例的制備方法為:
[0072](A)形成結(jié)合層:配制一電鍍液，電鍍液中包含有研磨顆粒2-2，利用電鍍法使得鍍銅鋼線I經(jīng)由電鍍液于鍍銅鋼線I表面形成結(jié)合層2，如圖1所示，結(jié)合層2包括電鍍層2-1以及嵌置于該電鍍層2-1中的研磨顆粒2-2。電鍍層2-1的材料為鋅，研磨顆粒2-2的表面全部包覆有金屬化合層，金屬化合層的主體材料是銅鉻合金。
[0073](Al)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為2秒，加熱溫度為500°C，加熱次數(shù)為3次，加熱步驟(A)中得到的線材，使得電鍍層的鋅與研磨顆粒表面包覆的金屬化合層中的主體材料銅鉻合金產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0074](B)形成表面層:上述步驟處理后的線材I經(jīng)熱沾環(huán)氧樹脂，然后由熱硬化法或光硬化發(fā)而形成一表面層3，并可覆蓋結(jié)合層2的表面。
[0075]實施例2:
[0076]如圖4所示的本實用新型的固定磨料線鋸的第二個具體實施例，包括線材1，線材I為一不銹鋼鋼線；線材I表面形成有結(jié)合層2，結(jié)合層2包括形成于所述線材I表面的電鍍層2-1以及嵌置固定于電鍍層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒2-2，電鍍層的材料為錫銅合金，研磨顆粒為碳化硅外層部分包裹了金屬化合層，金屬化合層主體材料銅鎳合金；以及表面層3，表面層3為一層，表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面，表面層3材料為環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂中填充有填充磨料3-1碳化硅。表面層3的外表面形成有溝槽3-2。
[0077]如圖3和4所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第二個具體實施例中的研磨顆粒的制備方法為:
[0078]I)有機粘附溶液調(diào)配，將聚乙二醇10000溶于甲醇中，攪拌均勻；
[0079]2)涂覆工藝，將碳化硅磨料置于漏勺中，再浸入有機粘附溶液中，經(jīng)由搖動混拌后，將漏勺提起，將多余溶液漏掉，使得碳化硅表面涂覆了有機粘附溶液；
[0080]3)涂附工藝，將表面涂覆了有機粘附溶劑的碳化硅和大量銅鎳合金粉末在滾筒中混拌，使得粉末均勻的涂附在碳化硅的表面，然后用篩網(wǎng)將多余的粉末除掉；
[0081]4)加熱工藝，將涂附了銅鎳合金粉末的碳化硅和大量細(xì)粒三氧化二鋁粉末混拌后，置于氧化陶瓷承具中，再放于真空爐中進(jìn)行加熱，在1050度下加熱10分鐘(加熱的溫度和時間根據(jù)材料而定，但不局限于此)，將銅鎳合金粉末加熱融化；
[0082]5)冷卻工藝，將步驟4)中加熱后的混料加以冷卻并以篩網(wǎng)過濾，獲得表面包覆金屬化合層的研磨顆粒2-2。
[0083]如圖3和圖4所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第二個具體實施例的制備方法為:
[0084](A)形成結(jié)合層:配制一電鍍液，電鍍液中包含有研磨顆粒2-2，利用電鍍法使得不銹鋼鋼線I經(jīng)由電鍍液于不銹鋼鋼線I表面形成結(jié)合層2，如圖1所示，結(jié)合層2包括電鍍層2-1以及嵌置于該電鍍層2-1中的研磨顆粒2-2。電鍍層2-1的材料為錫銅合金，研磨顆粒2-2的表面部分包覆金屬化合層，金屬化合層主體材料為銅鎳合金。
[0085](Al)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為60秒，加熱溫度為250°C，加熱次數(shù)為5次，加熱步驟(A)中得到的線材，使得電鍍層的錫銅合金與研磨顆粒表面包覆的金屬化合層中的主體材料銅鎳合金產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0086](B)形成表面層:上述步驟處理后的線材I經(jīng)涂覆填充有填充磨料碳化硅的環(huán)氧樹脂，填充磨料碳化硅的顆粒尺寸是研磨顆粒碳化硅的1/4，然后由熱硬化法形成一表面層3，并可覆蓋結(jié)合層2的表面，并通過在熱硬化法成型的過程中，利用軟鋼刷在表面加工出數(shù)個螺旋型溝槽3-2。
[0087]實施例3:
[0088]如圖6所示的本實用新型的固定磨料線鋸的第三個具體實施例，包括線材1，線材I為一鍍銅鋼線；線材I表面形成有結(jié)合層2，結(jié)合層2包括形成于所述線材I表面的電鍍層2-1以及嵌置固定于電鍍層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒2-2，電鍍層的材料為鎳銅合金，研磨顆粒為裸碳化硅顆粒，本實施例中的研磨顆粒也可以是金剛石，立方氮化硼、氧化鋁或其組合；以及表面層3,表面層3為一層,表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面,表面層3材料為鎳,鎳金屬中填充有填充磨料3-1，填充磨料3-1為碳化硅和石墨的混合填料。
[0089]如圖5和圖6所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第三個具體實施例的制備方法為:
[0090](A)形成結(jié)合層:配制一電鍍液，電鍍液中包含有研磨顆粒2-2，利用電鍍法使得鍍銅鋼線I經(jīng)由電鍍液于鍍銅鋼線I表面形成結(jié)合層2，如圖5所示，結(jié)合層2包括電鍍層2-1以及嵌置于該電鍍層2-1中的研磨顆粒2-2。電鍍層2-1的材料為鎳銅合金，研磨顆粒2-2為裸碳化硅顆粒。本實施例中的研磨顆粒也可以是金剛石，立方氮化硼、氧化鋁或其組口 ο
[0091](B)形成表面層:上述步驟處理后的線材經(jīng)通過電鍍的方式形成表面層3，并可覆蓋結(jié)合層2的表面，在本實施例表面層為鎳金屬層，填充磨料為碳化硅和石墨的混合填料，碳化硅和石墨的重量比為3:1，填充磨料碳化硅和石墨的顆粒尺寸為研磨顆粒裸碳化硅顆粒的1/30。
[0092]實施例4:
[0093]如圖7-9所示的本實用新型的固定磨料線鋸的第四個具體實施例，包括線材1，線材I為相互絞合的三條鍍黃銅鋼線；線材I表面形成有結(jié)合層2，結(jié)合層2包括形成于所述線材I表面的電鍍層2-1以及嵌置固定于電鍍層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒2-2，電鍍層的材料為銅錫合金，研磨顆粒為金剛石外層全部包裹了銅鈦合金；以及表面層3，表面層3為一層，表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面，本實施例中的研磨顆粒也可以是金剛石，立方氮化硼、氧化招或其組合；以及表面層3,表面層3為一層,表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面,表面層3材料為銅鋅合金，銅鋅合金中填充有填充磨料3-1，填充磨料3-1為碳化硅，石墨和氮化鋁的混合填料，碳化硅，石墨和氮化鋁重量比為1:1:1。
[0094]如圖7-9所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第四個具體實施例中的研磨顆粒的銅鈦合金層通過電鍍的方式制備，獲得研磨顆粒2-2。
[0095]如圖7-9所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第四個具體實施例的制備方法為:
[0096]形成線材1:將三條鍍黃銅鋼線相互絞合，形成線材1，以提高線鋸的柔韌性。
[0097](A)形成結(jié)合層:配制一電鍍液，電鍍液中包含有研磨顆粒2-2，利用電鍍法使得上述線材I經(jīng)由電鍍液于線材I表面形成結(jié)合層2，如圖7所示，結(jié)合層2包括電鍍層2-1以及嵌置于該電鍍層2-1中的研磨顆粒2-2。電鍍層2-1的材料為銅錫合金，研磨顆粒2-2的表面全部包覆有銅鈦合金。
[0098](Al)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為2秒，加熱溫度為900°C，加熱次數(shù)為3次，加熱步驟(A)中得到的線材，使得電鍍層的銅錫合金與研磨顆粒表面包覆的銅鈦合金產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0099](B)形成表面層:上述步驟處理后的線材通過電鍍的方式形成表面層3，并可覆蓋結(jié)合層2的表面，在本實施例表面層為銅鋅合金層，填充磨料為碳化硅、石墨和氮化鋁，填充磨料顆粒尺寸為研磨顆粒裸碳化硅顆粒的1/15。
[0100](BI)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為4秒，加熱溫度為500°C，加熱次數(shù)為8次，加熱步驟(B)中得到的線材，使得表面層的銅鋅合金與研磨顆粒表面包覆的銅鈦合金產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0101]實施例5:
[0102]如圖10和11所示的本實用新型的固定磨料線鋸的第五個具體實施例，包括線材1，線材I為一鍍黃銅鋼線；線材I表面形成有結(jié)合層2，結(jié)合層2包括形成于所述線材I表面的電鍍層2-1以及嵌置固定于電鍍層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒2-2，電鍍層的材料為銅鋅合金，研磨顆粒為碳化硅外層部分包裹了金屬銅；以及表面層3，表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面，表面層3為兩層,下面一層的材料是鎳金屬，上面一層的材料為鎳鋅合金,鎳鋅合金中填充有碳化硅和石墨的混合填料，碳化硅和石墨的重量比為3:1。
[0103]如圖10和11所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第五個具體實施例中的研磨顆粒的銅金屬層通過電鍍方式制備，研磨顆粒2-2。
[0104]如圖10和圖11所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第五個具體實施例的制備方法為:
[0105](A)形成結(jié)合層:配制一電鍍液，電鍍液中包含有研磨顆粒2-2，利用電鍍法使得鍍黃銅鋼線材I經(jīng)由電鍍液于鍍黃銅鋼線材I表面形成結(jié)合層2，結(jié)合層2包括電鍍層2-1以及嵌置于該電鍍層2-1中的研磨顆粒2-2。電鍍層2-1的材料為銅鋅合金，研磨顆粒2-2的表面部分包覆有金屬銅。
[0106](Al)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為2秒，加熱溫度為800°C，加熱次數(shù)為5次，加熱步驟(A)中得到的線材，使得電鍍層的銅鋅合金與研磨顆粒表面包覆的金屬銅產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0107](B)形成表面層:上述步驟處理后的線材I通過電鍍的方式形成表面層3的下表面層，并可覆蓋結(jié)合層2的表面，在本實施例表面層的下表面層為鎳金屬層，再通過電鍍的方式形成表面層3的上表面層，上表面層的材料是鎳鋅合金,鎳鋅合金中的填料為碳化娃和石墨的混合填料，碳化硅和石墨的重量比為3:1。
[0108]實施例6:
[0109]如圖12和13所示的本實用新型的固定磨料線鋸的第六個具體實施例，包括線材1，線材I為一鍍黃銅鋼線；線材I表面形成有結(jié)合層2，結(jié)合層2包括形成于所述線材I表面的電鍍層2-1以及嵌置固定于電鍍層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒2-2，電鍍層的材料為銅鋅合金，研磨顆粒為碳化硅外層部分包裹金屬化合層，金屬化合層的主體材料銅鉻合金；以及表面層3，表面層3覆蓋于結(jié)合層2的表面，表面層3為兩層，下面一層的材料是鋅金屬，上面一層的材料為銅錫合金，銅錫合金中填充有碳化硅和石墨的混合填料，碳化硅和石墨的重量比為3:1。表面層3的外表面形成有數(shù)個螺旋溝槽3-2。
[0110]如圖12和13所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第六個具體實施例中的研磨顆粒的制備方法為:
[0111]I)有機粘附溶液調(diào)配，將聚乙二醇10000溶于甲醇中，攪拌均勻；
[0112]2)涂覆工藝，將碳化硅磨料置于漏勺中，再浸入有機粘附溶液中，經(jīng)由搖動混拌后，將漏勺提起，將多余溶液漏掉，使得碳化硅表面涂覆了有機粘附溶液；
[0113]3)涂附工藝，將表面涂覆了有機粘附溶劑的碳化硅和大量銅鉻合金粉末在滾筒中混拌，使得粉末均勻的涂附在碳化硅的表面，然后用篩網(wǎng)將多余的粉末除掉；
[0114]4)加熱工藝，將涂附了銅鉻合金粉末的碳化硅和大量細(xì)粒三氧化二鋁粉末混拌后，置于氧化陶瓷承具中，再放于充有保護氣體氬氣的加熱爐中進(jìn)行加熱，在1050度下加熱10分鐘(加熱的溫度和時間根據(jù)材料而定，但不局限于此)，將銅鉻合金粉末加熱融化；
[0115]5)冷卻工藝，將步驟4)中加熱后的混料加以冷卻并以篩網(wǎng)過濾，獲得表面包覆金屬化合層的研磨顆粒2-2，金屬化合層的主體材料是銅鉻合金。
[0116]如圖12和圖13所示，本實用新型的固定磨料線鋸的第六個具體實施例的制備方法為:
[0117](A)形成結(jié)合層:配制一電鍍液，電鍍液中包含有研磨顆粒2-2，利用電鍍法使得鍍黃銅鋼線材I經(jīng)由電鍍液于鍍黃銅鋼線材I表面形成結(jié)合層2，結(jié)合層2包括電鍍層2-1以及嵌置于該電鍍層2-1中的研磨顆粒2-2。電鍍層2-1的材料為銅鋅合金，研磨顆粒2-2的表面部分包覆有金屬化合層，金屬化合層的主體材料是銅鉻合金。
[0118](Al)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為5秒，加熱溫度為600°C，加熱次數(shù)為5次，加熱步驟(A)中得到的線材，使得電鍍層的銅鋅合金與研磨顆粒表面包覆的金屬化合層中的主體材料銅鉻合金產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0119](B)形成表面層:上述步驟處理后的線材I通過電鍍的方式形成表面層3的下表面層，并可覆蓋結(jié)合層2的表面，在本實施例表面層的下表面層為鋅金屬層，再通過熱沾的方式形成表面層3的上表面層，上表面層的材料是銅錫合金，銅錫合金中的填料為碳化硅和石墨的混合填料，碳化娃和石墨的重量比為3:1，最后利用軟鋼刷在最外表面加工出數(shù)個螺旋型溝槽3-2。
[0120](BI)冶金化合處理:用中頻加熱裝置，以單次加熱時間為30秒，加熱溫度為520°C，加熱次數(shù)為2次，加熱步驟(B)中得到的線材，使得表面層的銅錫合金與研磨顆粒表面包覆的金屬化合層中的主體材料銅鉻合金產(chǎn)生冶金結(jié)合。
[0121]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種固定磨料線鋸，其特征是包括: 線材(I); 結(jié)合層(2)，一層或多層，位于所述線材(I)表面，包括形成于所述線材表面的金屬或合金層(2-1)以及嵌置固定于金屬或合金層之內(nèi)的數(shù)個研磨顆粒(2-2);以及表面層(3)，表面層(3)為一層或多層復(fù)合層，表面層(3)覆蓋于所述結(jié)合層(2)的表面，所述表面層(3)材料為有機材料、金屬或合金材料。
2.如權(quán)利要求1所述的固定磨料線鋸，其特是:表面層(3)包含填充于其間的填充磨料(3-1)。
3.如權(quán)利要求1所述的固定磨料線鋸，其特征是:所述的研磨顆粒是裸研磨顆粒，或者是表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒。
4.如權(quán)利要求3所述的固定磨料線鋸，其特征在于，結(jié)合層(2)，與線材(I)的部分或全部表面和表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒的部分或全部表面(2-2)，存在冶金結(jié)合O
5.如權(quán)利要求3所述的固定磨料線鋸，其特征在于，所述的表面層(3)材料為金屬或合金材料；表面層(3)，與結(jié)合層(2)的部分或全部表面、結(jié)合層(2)與線材(I)的部分或全部表面和表面全部或部分包覆了金屬或合金的研磨顆粒的部分或全部表面(2-2)，存在冶益彡口口。
6.如權(quán)利要求2所述的固定磨料線鋸，其特征是:所述的表面層(3)中的填充磨料的顆粒尺寸是在研磨顆粒的3/4-1/30之間。
7.如權(quán)利要求1所述的固定磨料線鋸，其特征是:所述的線材(I)是以金屬為基材的線材，包括不銹鋼線、碳鋼鋼線、鍍銅鋼線、鍍鋅鋼線或鍍黃銅鋼線，且線材為經(jīng)過或未經(jīng)過預(yù)變形的單線、絞線或編線。
8.如權(quán)利要求1所述的固定磨料線鋸，其特征是:所述的表面層(3)的表面有溝槽(3-2)。
9.如權(quán)利要求8所述的固定磨料線鋸，其特征是:所述的溝槽為螺旋型或與線材平行或垂直的溝槽，或者是裂紋式溝槽。
【文檔編號】B28D5/04GK204172205SQ201320139865
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】錢海鵬 申請人:凡登（江蘇）新型材料有限公司