[发明专利]一种切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料中非金属夹杂物的检测方法，具体地涉及切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法。

背景技术

切割钢丝是利用含碳量较高的钢线材加工而成的特种钢丝，其直径只有70μm-160μm，它具有优异的稳定性、均匀性及精度和强度等众多特点。切割钢丝的切割损失小，同时又较高的切割率和更加平整光滑的切割面，在半导体切割、集成电路切割、水晶切割等高精度硬脆产品的切割中有重要的应用价值。在切割过程中，多线切割由于其更高效、切割损失更小以及切割精度更高的优势，对于切割贵重、超硬材料有着巨大的优势，近十年来已逐步取代传统的内圆切割成为硅片切割加工的主要方式。但是，多线切割需要较高的切割成功率，如果出现断丝等状况，就会导致切割材料报废，造成较大的损失。

众所周知，切割钢丝中的非金属夹杂物氧化铝(Al₂O₃)和尖晶石(MgO?Al₂O₃)是导致其使用过程中失效的主要原因，故在使用之前对切割钢丝中的非金属夹杂物进行检测是非常必要的。

目前，钢中非金属夹杂物的检测方法很多，可分为宏观和微观两类：宏观方法包括X射线或γ射线检查、磁粉检查、超声波探测以及硫印法。微观方法包括金相法、分离法(电解法、物理法和化学法3种)。但是，这些检测方法仅为抽样检测，不能够对所有切割钢丝产品中的非金属夹杂物在使用前进行行之有效的检测，只好将非金属夹杂物并不能完全明确的切割钢丝置于多线切割设备上进行切割。如发生冶炼质量不稳定等情况，将会造成较大的损失。

结合生产实际要求，所以必须对所有的切割丝产品在使用之前进行检测，且必须要满足下面要求：

(1)     对于质量合格的切割钢丝，检测过程中不能降低切割钢丝的质量，更不能损坏产品；

(2)     对于质量不合格的切割钢丝，检测后可以损坏或变形。

发明内容

为了解决切割钢丝中夹杂物检测的问题，本发明提供一种在切割钢丝上施加设定电流强度的瞬间脉冲电流的方法。这种方法检测成本较低，速度快，能够准确确定夹杂物存在的位置及对所有切割钢丝在使用之前进行检测且对质量合格的切割钢丝不会造成质量降低。

本发明切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法包括以下步骤：

a、采用合适的夹持方式，在一定长度的的待测切割钢丝上施加设定强度的脉冲电流；

b、如果切割钢丝没有损坏或者变形且没有温度异常点，对钢丝的下一段继续进行测量，直至整根钢丝测量完毕仍未发现损坏或者变形且没有温度异常点，则切割钢丝符合要求；如果发生损坏或者变形或者存在温度异常，对钢丝进行报废或者降级处理。

夹持方式可以为专用夹具、也可以是拉丝设备上的辊子。

脉冲电流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脉冲或直流负脉冲或直流比例脉冲或直流间隔脉冲或直流计数脉冲波形。

脉冲电流的密度由脉冲电流的密度由切割钢丝的热容和电阻率以及切割钢丝的直径及可允许的最大温升和非金属夹杂物的最大直径五个因素确定，具体范围为20A?mm^-2-10¹⁰A?mm^-2。

脉冲电流的作用时间由切割钢丝的理化特性确定，具体范围为10^-8s-1h。

脉冲电流的频率为50Hz-1MHz。

可以采用红外线成像技术实时观测切割钢丝的各部位温度变化，在存在非金属夹杂物的区域，其表面温度升高异常快，该发明能够精确的确定切割钢丝中的非金属夹杂物存在的位置。

本发明不仅仅局限于对切割钢丝中夹杂物的检测，采用该技术能够对金属线材中的非金属夹杂物进行检测。

附图说明

图1 脉冲电流检测装置

图2 脉冲电流曲线

图3 检测不合格切割钢丝的断面围观结构

具体实施方式

实施例1

采用图1检测装置测量直径为100μm的切割钢丝，其夹具间的距离为300m。根据切割钢丝的理化性能指标要求，合格的切割钢丝必须能够承受如图2所示脉冲电流。检测后发现切割钢丝在106m位置爆裂，其熔断断口的微观结构如图3所示，在断口上，存在直径约为7μm的非金属氧化物夹杂，故该切割钢丝产品不符合要求。

实施例2