環(huán)形超硬磨料線及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及貴重金屬、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體切割工具，具體是一種環(huán)形超硬磨料線及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅材料、藍(lán)寶石、陶瓷等脆硬材料硬度高，脆性大，切割過程中容易產(chǎn)生崩碎損壞，造成材料的損傷，降低成品率，因此這些材料很難采用普通的加工方法切割。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料，陶瓷材料切割通常采用金剛石內(nèi)圓、外圓切割技術(shù)，金剛石帶鋸。隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，單晶硅錠的直徑越來越大，現(xiàn)已達(dá)到450毫米，多晶硅錠也有800毫米。目前主要采用帶鋸切割截?cái)?、切方，切割效率高，但切縫寬，切割表面不平整。
[0003]基于上述問題，金剛石線鋸逐步產(chǎn)生，此技術(shù)是將金剛石通過樹脂、電沉積、沖壓等方式固結(jié)在鋼絲表面而成為金剛石線鋸。具體運(yùn)用中，金剛石線鋸在切割作業(yè)時存在切縫寬，效率低，切割表面質(zhì)量差等問題。
[0004]本申請人之前申請的公開號為CN102873401A的發(fā)明專利公開了一種環(huán)形超硬磨料線以及該環(huán)形超硬磨料線的制作方法，所述的環(huán)形超硬磨料線包括0.1mm?6_的絲繩，和被固結(jié)在絲繩表面的超硬磨料顆粒和固結(jié)超硬磨料顆粒所使用的涂覆層，所述絲繩為捻制于芯線上的六股金屬細(xì)絲(規(guī)格1X7)，絲繩的兩端芯線連接，兩端股線對應(yīng)編織焊接在一起形成環(huán)形絲繩，各股線的接頭均分設(shè)于芯線接點(diǎn)兩側(cè)，或各股線接頭均分設(shè)于芯線接點(diǎn)一側(cè)。其制作方法是:先將細(xì)絲繩編制成任意周長的環(huán)形，再通過涂覆的方法將超硬磨料顆粒固結(jié)在環(huán)形絲繩表面，即得到環(huán)形超硬磨料線。該發(fā)明所述環(huán)形超硬磨料線較好地解決當(dāng)時現(xiàn)有技術(shù)中存在的切縫寬、效率低，切割表面質(zhì)量差的問題，但是，由于該發(fā)明所述環(huán)形超硬磨料線是在芯線上紡織焊接多股股線形成，這必然導(dǎo)致所形成的絲繩上具有多個連接點(diǎn)(有多少股股線即會有多少個連接點(diǎn)產(chǎn)生)，然而，當(dāng)一個環(huán)形超硬磨料線上存在越多的連接點(diǎn)時，該環(huán)形超硬磨料線的抗疲勞強(qiáng)度就越低。當(dāng)其中任意一條股線出線斷列時均會導(dǎo)致該環(huán)形超硬磨料線使用壽命的終止。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種切縫窄、效率高、切割表面質(zhì)量好且抗疲勞強(qiáng)度高的環(huán)形超硬磨料線及其制作方法。
[0006]本發(fā)明所述的環(huán)形超硬磨料線，其基體為絲繩，所述絲繩首尾相接形成環(huán)狀，超硬磨料顆粒均勻固結(jié)于所述絲繩表面而成為超硬磨料層，所述超硬磨料層為單顆粒厚度層，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是:所述絲繩包括一芯線以及以螺旋方式纏繞于該芯線上的一股股線，所述芯線的首尾連接形成環(huán)狀，纏繞于所述芯線上的股線的長度為滿足其在所述芯線上纏繞6圈的長度，所述股線在所述芯線上纏繞6圈后其首尾連接，所述股線的接頭位于芯線連接點(diǎn)的一側(cè)；其中，所述股線在所述芯線上纏繞6圈是指以芯線為軸，將股線的首端從芯線上的某一處開始以螺旋方式纏繞，直至再次纏繞至芯線上的該處時計(jì)為一圈，如此重復(fù)，直至股線在芯線上纏繞6圈。
[0007]本發(fā)明采用一根足夠長的股線以芯線為軸纏繞6圈所制得的基體只有2個連接點(diǎn)(其中一個為股線的接頭，另一個為芯線的連接點(diǎn))，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證所得環(huán)形超硬磨料線切縫窄、效率高、切割表面質(zhì)量好的同時大大減少了連接點(diǎn)的個數(shù)，有效提高了采用該基體為基礎(chǔ)制得的環(huán)形超硬磨料線的抗疲勞強(qiáng)度，即有效提高了所得環(huán)形超硬磨料線的使用壽命。另一方面，將股線的接頭設(shè)置于芯線的連接點(diǎn)的一側(cè)(即股線的接頭與芯線的連接點(diǎn)不相重合)，進(jìn)一步地提高了制得的環(huán)形超硬磨料線的抗疲勞強(qiáng)度。
[0008]本發(fā)明所述技術(shù)方案中，為了使所得環(huán)形超硬磨料線獲得最高的抗疲勞強(qiáng)度，優(yōu)選是將股線的首端從芯線的中點(diǎn)處開始以螺旋方式纏繞，直至再次纏繞至芯線的中點(diǎn)時計(jì)為一圈。
[0009]本發(fā)明所述技術(shù)方案中，在股線以螺旋方式纏繞于芯線上時，所述股線每繞芯線旋轉(zhuǎn)一周定義為一節(jié)股線，同一圈中相鄰兩節(jié)股線的外周壁相接觸，順序排列，但不相互壓疊；股線纏繞于芯線上6圈后，相鄰兩圈股線的外周壁相接觸、順序排列。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述超硬磨料顆粒的種類及粒徑的選擇均與現(xiàn)有技術(shù)相同。具體地，所超硬磨料顆粒的種類可以是選自帶有金屬涂覆層的金剛石、立方氮化硼和B6O中的一種或任意兩種以上的組合；當(dāng)超硬磨料顆粒的選擇為上述兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。所述金屬涂覆層的厚度與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體可以是Iym?10 ym，涂覆層中的金屬包括金、銀、鎳、鋅、鉛、銅、錫、鈦、鉭、鉻和鋯中的一種或兩種以上，還可以包括前述各項(xiàng)金屬的合金。所述超硬磨料顆粒的粒徑可以是5 μπι?500 μπι。
[0011 ] 上述技術(shù)方案中，所述的超硬磨料層可以是連續(xù)層或斷續(xù)層。通常情況下，所述超硬磨料顆粒被埋入超硬磨料層的深度為超硬磨料顆粒粒徑的1/3?2/3。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述的股線與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體可以是金屬細(xì)絲或非金屬細(xì)絲。所述的非金屬細(xì)絲可以是天然纖維或合成纖維材料做成的線，更具體地，可以是采用現(xiàn)有碳纖維、尼龍、芳綸、聚酯、棉綸或玻璃制成的線。優(yōu)選采用直徑為0.0lmm?Imm的金屬細(xì)絲或非金屬細(xì)絲。所述股線的長度為只要能夠纏繞所述芯線6圈即可，一般來說，所述股線的長度通常為芯線長度的6?6.5倍，或者是芯線長度的6.5倍以上，在纏繞6圈后，如股線還有較長的截余量，則需要裁斷相應(yīng)的截余量，使股線的首尾兩端能夠連接即可。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述的基體絲繩具體可以是直徑為0.1mm?6mm的絲繩。
[0014]上述環(huán)形超硬磨料線的制作方法，包括以下步驟:
[0015]I)取所需長度的芯線，將芯線的首尾兩端連接，打磨連接點(diǎn)到原有芯線的直徑；然后取一條長度滿足其在所述芯線上纏繞6圈的股線，以芯線為軸，將股線的首端從芯線上的某一處開始以螺旋方式纏繞，直至再次纏繞至芯線上的該處時計(jì)為一圈，如此重復(fù)，直至股線在芯線上纏繞6圈后，將股線的首尾兩端連接，此時，所述股線的接頭位于芯線連接點(diǎn)的一側(cè)，得到環(huán)狀絲繩；
[0016]2)對環(huán)形絲繩的表面進(jìn)行處理；
[0017]3)將超硬磨料顆粒固結(jié)于環(huán)形絲繩表面以形成超硬磨料層，得到所述的環(huán)形超硬磨料線。
[0018]上述制作方法的步驟I)中，所述的基體絲繩具體可以是直徑為0.1mm?6mm的絲繩。所述的股線與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體可以是金屬細(xì)絲或非金屬細(xì)絲。所述的非金屬細(xì)絲可以是天然纖維或合成纖維材料做成的線，更具體地，可以是采用現(xiàn)有碳纖維、尼龍、芳綸、聚酯、棉綸或玻璃制成的線。優(yōu)選采用直徑為0.0lmm?Imm的金屬細(xì)絲或非金屬細(xì)絲。在股線以螺旋方式纏繞于芯線上時，同一圈中相鄰兩節(jié)股線的外周壁相接觸，順序排列，但不相互壓疊；股線纏繞于芯線上6圈后，相鄰兩圈股線的外周壁相接觸、順序排列。
[0019]上述制作方法的步驟I)中，為了使所得環(huán)形超硬磨料線獲得最高的抗疲勞強(qiáng)度，優(yōu)選是將股線的首端從芯線的中點(diǎn)處開始以螺旋方式纏繞，直至再次纏繞至芯線的中點(diǎn)時計(jì)為一圈。
[0020]上述制作方法的步驟2)中，所述對環(huán)形絲繩的表面進(jìn)行處理與現(xiàn)有技術(shù)相同，通常是進(jìn)行常規(guī)的除油、除銹、活化及沖擊鎳等處理。
[0021]上述制作方法的步驟3)中，所述超硬磨料顆粒的種類及粒徑的選擇均與現(xiàn)有技術(shù)相同。具體地，所超硬磨料顆粒的種類可以是選自帶有金屬涂覆層的金剛石、立方氮化硼和B6O中的一種或任意兩種以上的組合；當(dāng)超硬磨料顆粒的選擇為上述兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。所述金屬涂覆層的厚度與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體可以是I ?10 urn，涂覆層中的金屬包括金、銀、鎮(zhèn)、梓、鉛、銅、錫、欽、組、絡(luò)和錯中的一種或兩種以上，還可以包括前述各項(xiàng)金屬的合金。所述超硬磨料顆粒的粒徑可以是5 μπι?500 μ m0
[0022]上述制作方法的步驟3)中，所述固結(jié)方式為釬焊、電沉積、涂覆或燒結(jié)。當(dāng)絲繩結(jié)構(gòu)中的股線為非金屬細(xì)絲，且選擇采用電沉積的方式將超硬磨料顆粒固結(jié)于絲繩上時，在電沉積前最好先對絲繩進(jìn)行常規(guī)的化學(xué)鍍處理。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于:
[0024]1、本發(fā)明采用一根足夠長的股線以芯線為軸纏繞6圈所制得的基體只有2個連接點(diǎn)(其中一個為股線的連接點(diǎn)，另一個為芯線的連接點(diǎn))，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證所得環(huán)形超硬磨料線切縫窄、效率高、切割表面質(zhì)量好的同時大大減少了連接點(diǎn)的個數(shù)，有效提高了采用該基體為基礎(chǔ)制得的環(huán)形超硬磨料線的抗疲勞強(qiáng)度，即有效提高了所得環(huán)形超硬磨料線的使用壽命。另一方面，將股線的接頭設(shè)置于芯線的連接點(diǎn)的一側(cè)(即股線的接頭與芯線的連接點(diǎn)不相重合)，進(jìn)一步地提高了制得的環(huán)形超硬磨料線的抗疲勞強(qiáng)度。
[0025]2、使用本發(fā)明所述的環(huán)形超硬磨料線，結(jié)合環(huán)形線切割機(jī)可切割貴重金屬、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、非導(dǎo)體材料。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明所述環(huán)形超硬磨料線一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示為連續(xù)的超硬磨料層；
[0027]圖2為圖1所示實(shí)施方式的截面示意圖；
[0028]圖3為在制作本發(fā)明所述環(huán)形超硬磨料線時所述股線纏繞于芯線上的示意圖。
[0029]圖中標(biāo)號為:
[0030]I環(huán)形超硬磨料線；2芯線；3股線；4超硬磨料顆粒；5超硬磨料層。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述，以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容。
[0032]本發(fā)明所述的環(huán)形超硬磨料線I，其基體為直徑為0.1mm?6mm的絲繩，所述絲繩包括一芯線2以及以螺旋方式纏繞于該芯線2上的一股股線3(即1X1繩)，所述芯線2的首尾連接形成環(huán)狀，纏繞于所述芯線2上的股線3的長度為滿足其在所述芯線2上纏繞6圈的長度，所述股線3在所述芯線2上纏繞6圈后其首尾連接形成環(huán)形絲繩(所述股線3的接頭位于芯線2連接