[发明专利]一种螺旋式波形切割金属丝及其制作方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种切割金属丝、制作方法和设备，尤其涉及的是一种螺旋式波形切割金属丝及其制作方法和设备。

背景技术

电子和太阳能领域中的单晶硅、多晶硅、LED领域的宝石等硬质材料的分割切片工艺中，目前使用最多的就是利用直线型的金属单丝，在一定张力作用下，单向或往复运动的方式来切割分片。金属单丝运动时，通过砂浆输运和喷射系统，在金属单丝与硅棒等被切割物接触之前，将含有硬度极高的磨料颗粒的砂浆喷射金属单丝上，被金属单丝带入切割口，通过极高硬度的磨料颗粒与硅棒，宝石等被切割物体的不断研磨过程中，实现对硅棒和宝石等物的切割分片。因此，金属单丝携带含有极高硬度磨料颗粒的砂浆能力就至关重要，是能否高效，高质量地切割分片硅料，宝石等物体的重要保证。

而直线型的金属单丝一般只能通过光滑表面在高速运动时机械地带入砂浆，并且在切割过程中，砂浆中的磨料容易从切割丝上剥落，影响切割速度和切片质量，从而导致在分割硅料，宝石等硬质材料时容易导致金属单丝断裂，硅料，宝石等切片表面有线痕缺陷等质量或工艺问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种螺旋式波形切割金属丝及其制作方法和设备，通过将金属丝加工成波形后在旋转成螺旋式，从而使得金属丝能够携带更多研磨砂浆，提高切割能力。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明的金属丝为周期性波形金属丝沿轴向中心线旋转成螺旋状。

所述金属丝的波峰和波谷沿轴向中心线均匀分布，金属丝的螺旋直径和波高相等。

所述金属丝的直径为0.05mm～0.5mm，金属丝的波长为2mm～20mm，螺旋直径为金属丝直径的1.05～5倍。

一种螺旋式波形切割金属丝的制作方法，包括以下步骤，

(1)将直线形的金属丝制成周期性波形；

(2)保持金属丝的螺旋直径和波高相等，将周期性波形金属丝沿轴向中心线旋转制成螺旋式金属丝。

所述步骤(1)是通过变形齿轮挤压将金属丝由直线形加工为周期性波形。

所述步骤(2)中，金属丝的螺距和旋转角度成反比。

一种螺旋式波形切割金属丝的制作设备，包括放线盘、变形齿轮、第一扭转限制轮、第二扭转限制轮、飞轮环、轴头、支架和收线盘；其中：轴头固定在飞轮环的两端，轴头固定在支架上，飞轮环的两端分别设有第一扭转限制轮和第二扭转限制轮，变形齿轮位于放线盘和第一扭转限制轮之间，收线盘位于第二扭转限制轮之后，收线盘上设有牵引动力件。

为了使得收线牵引力的顺利传递，所述收线盘和第二扭转限制轮之间设有过线轮。

为了便于收线和放线，所述放线盘和收线盘是工字轮。

本发明的工作原理是：将原来直线金属丝加工成弯曲和螺旋的部分，使金属丝形成空间立体的螺旋式结构，在立体空间中形成多处凹陷区域，这些凹陷处可以高效携裹和夹带住砂浆磨料，从而提高切割速度和效率。

有益效果：本发明相比现有技术具有以下优点，本发明的螺旋式波形切割金属丝能够通过其立体的结构提供在切割硬质材料过程中更好的携带砂浆磨料的能力，并且磨料不容易从切割丝上剥落，从而大幅提高硅料，宝石等切割分片工艺过程的生产速度和效率，同时也能有效提高分片后的材料的表面质量。磨料在磨切硬质材料时的速度相对于金属切割丝的速度有所降低，从而使得金属切割丝本身的磨损降低。

附图说明

图1是本发明金属丝扭转之前在x-y面内的波形图；

图2是图1的波形金属丝旋转120度后y-z面的示意图；

图3是图1的波形金属丝旋转90度后y-z面的示意图；

图4是图1的波形金属丝旋转60度后y-z面的示意图；

图5是图1的波形金属丝旋转45度后y-z面的示意图；

图6是制作本发明金属丝的设备结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1