[发明专利]一种非晶态合金改性切割钢线

说明书

技术领域

本发明涉及线锯切割线材领域，特别是一种非晶态合金改性切割钢线。

背景技术

硬脆材料包括各种宝石、玻璃、硅晶体、硬质合金、陶瓷、稀土磁性材料、石材、石英晶体等材料。硬脆材料大多为非导电体或者半导体，通常具有高硬度，高脆性，高耐磨性，高抗蚀性，高抗氧化性，高电阻率，耐高温等许多金属材料难以比拟的特性，因此在化工，机械，航天，能源领域得到了很广泛的应用。

硬脆材料的推广应用对于其加工技术提出了极高的要求。其中，切割加工是一道极为关键的工序。要求高效率、低成本、窄切缝(材料利用率高)、无损伤，无污染等。受硬脆性材料特性的限制，用于加工此类材料的切割方法主要为金刚石锯片，激光束切割，线锯等切割方法。这些方法各有利弊。比如，金刚石锯片切割虽然切割效率较高，但是切缝较宽，材料浪费比较多，不适用贵重材料加工。激光束切割的适用范围较广，但是切割深度有限，不利于加工大尺寸的材料，且设备投资费用昂贵。

线锯是在研磨浆料的配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线，最多可达1000条切割线相互平行地缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网”。马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒5～25米的速度移动，是切割硬脆材料比较理想的工具。

根据所加工的硬脆性材料的用途，采用不同的切割钢线。现有线锯用切割刚材由于本身的硬度及磨损问题，在切割过程中必须配合切割磨料一起使用，如氧化铝，碳化硅等高硬度磨料配制的切割浆料。但由于切割浆料中的高硬度磨料对钢线长时间磨损，使得钢线线径发生变化而影响线切品质，同时缩短钢线使用寿命，降低了硬脆材料人切割效率，增加了生产成本。

本申请人于2011年6月3日申请了“一种用于硬脆材料切割的连续线材及其制备方法”(申请号：CN201110149694.1)，该发明通过严格控制金属线经过装有熔融状态非晶态合金的石英炉挤出口的速度，在普通线锯用切割钢材的外层进行金属基非晶化处理，得到高强度，高耐磨性的由非晶态合金改性的线材，满足了线锯用线材对强度、耐磨性的特殊要求，提高硬脆材料的切割效率，降低成本。

但是不同的硬脆材料对切割要求不同，而不同的非晶态合金改性的物理性能不同，需要进一步研究不同非晶态合金改性的切割钢线，以满足不同硬脆材料对切割的特殊要求。如太阳能电池用单多晶硅片的切割，对表面平整度要求很高，TTV值一般小于30um，如果表面平整度不好，影响后端电池片的制备，会降低电池片的使用寿命。但申请人在实际生产过程中发现不同金属基非晶态合金切割钢线的切割表面平整度不同，因而需要切割表面平整度好的金属基非晶态合金。

发明内容

本发明要解决的技术问题是进一步改进非晶态合金改性切割钢线的切割表面平整度。

本发明提供的技术方案是一种非晶态改性切割钢线，由金属线及包覆在金属线外表面的非晶态合金层组成，其特征在于该非晶态合金为镁基或铜基非晶态合金。镁基或者铜基非晶态合金具有较高的强度和较好的韧性，实验证明此类合金改性的钢线能为切割基材提供优良的切割表面平整度。

作为优选，镁基非晶态合金其化学成分按原子百分比为：Mg含量在60-92％之间；Zn含量在0-25％之间；Cu含量在0-15％之间；Ni含量在0-25％之间；其中Zn、Cu、Ni，可以是其中的一种或几种；其他元素Ag，Ce、Nd、Gd、Er、Cr、Mn、Fe、B、Ge、C、Al、Ca、Sc、Y、La、Pr、Nd、W、Hf、Ta、V、Ti、Zr、Nb中没有或其中的一种或几种，其总含量为0-10％。

作为优选，镁基非晶态合金其化学成分按原子百分比为：Mg含量在60-92％之间；Zn含量在1-25％之间；Cu含量在2-4％之间；Ni含量在3-25％之间；其他元素Ag，Ce、Nd、Gd、Er、Cr、Mn、Fe、B、Ge、C、Al、Ca、Sc、Y、La、Pr、Nd、W、Hf、Ta、V、Ti、Zr、Nb中没有或其中的一种或几种，其总含量为2-3％。

作为优选，镁基非晶态合金其化学成分按原子百分比为：Mg含量在80-92％之间；Zn含量在1-7％之间；Cu含量在2-4％之间；Ni含量在3-6％之间；其他元素Er、Cr、Mn、Fe、B、C、Al、Ca、Sc、Y、La、Pr中没有或其中的一种或几种，其总含量为2-3％。