[发明专利]一种能提高切割效率的切割钢丝及其生产设备和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于切割硅晶体等硬脆材料的一种能提高切割效率的切割钢丝及其生产设备和制造方法。

背景技术

在电子和太阳能领域中的硅晶体等硬脆材料的分割切片工艺中，一般都是通过金属单丝——俗称切割钢丝的往复运动将硬度极高的研磨剂带入切割口，研磨剂在金属单丝的往复运动下不断研磨硅晶体，进而实现对硅晶体的切割分片。目前所使用的金属单丝的表面均呈不规则变形，这样容易导致金属单丝不能均匀、稳定地携带研磨剂，不仅降低了切割效率，也使得经上述金属单丝切割得到的硅晶片的切割面的光洁度低。目前硅晶片切割面的光洁度性能主要由单片厚度变化TTV、最大锯痕深度与可视线痕比例三个性能指标决定。

在申请号为201210121402.8、申请日为2012年4月24日、发明名称为：“带微小波纹切割钢丝的制备工艺”的中国发明专利申请中公开了一种带微小波纹切割钢丝，由于这种切割钢丝只在一个平面内形成波纹，这种切割钢丝在切割硅晶体的过程中就不能均匀、稳定地携带研磨剂，切割效率低，而且经切割钢丝切割得到的硅晶片的切割面光洁度差。

在申请号为201110135815.7、申请日为2011年5月25日、发明名称为：“一种螺旋式波形切割金属丝及其制作方法和设备”的中国发明专利申请中也公开了一种切割金属丝，但是这种先在一个平面内形成波纹然后再旋转的切割金属丝，也不能更稳定、均匀的携带研磨剂，造成切割效率低；而且由于这种切割金属丝的波高为金属直径的1.05-5倍，由于波高过大，这种切割金属丝被拉伸的余地过大，被拉伸延长后的切割金属丝对研磨剂的携带能力更差，只能通过增加研磨剂的使用量来保证切割金属丝对硅晶体的正常切割，进而使得研磨剂的消耗较多，增加了企业生产成本，而且这种拉伸后形变不稳定的切割金属丝切割得到的硅晶片切割面的光洁度较差，难以满足使用要求。

发明内容

本发明的第一个目的是为生产一种能更均匀、更稳定地携带研磨剂的一种能提高切割效率的切割钢丝，第二个目的是提供一种生产上述切割钢丝的生产设备，第三个目的是提供一种使用上述生产设备生产上述切割钢丝的制造方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用了如下技术方案：所述的一种能提高切割效率的切割钢丝，包括：切割钢丝，切割钢丝沿其长度方向呈由分别位于两个相互垂直平面的两个周期性波纹相互叠加而成的连续波纹状，每个周期性波纹的波长为切割钢丝直径的5-10倍，并且波高为切割钢丝直径的0.15-0.45倍。

进一步地，前述的一种能提高切割效率的切割钢丝，其中：分别位于两个相互垂直平面的两个周期性波纹是由前后依次布置的、并且相互垂直设置的两对压花装置挤压成的正弦形状的波纹。

为实现上述第二个目的，本发明采用了如下技术方案：一种能提高切割效率的切割钢丝的生产设备，包括沿切割钢丝的运行方向依次设置的放线盘、牵引轮、第一正弦压花装置、第一换向过线轮、第二正弦压花装置、第二换向过线轮、排线过线轮与收线工字轮；其中第一正弦压花装置包括两个能呈前后相对状在水平方向挤压切割钢丝的第一正弦压花轮，第二正弦压花装置包括两个能呈上下相对状在竖直方向挤压切割钢丝的第二正弦压花轮。

进一步地，前述的一种能提高切割效率的切割钢丝的生产设备，其中：在第二换向过线轮与排线过线轮之间设置有张力牵引轮。

为实现上述第三个目的，本发明采用了如下技术方案：一种能提高切割效率的切割钢丝的制造方法，包括如下步骤：

（1）、先将放线盘上的切割钢丝通过牵引轮牵引至第一正弦压花装置；

（2）、使第一正弦压花装置中的两个呈前后相对分布的第一正弦压花轮在水平方向对切割钢丝进行水平压花变形，使切割钢丝在水平面上呈现出水平正弦形状的波纹，所述水平正弦形状的波纹的波长为切割钢丝直径的5-10倍，并且波高为切割钢丝直径的0.15-0.45倍；接着将上述经初道压花变形后的切割钢丝通过第一换向过线轮牵引至第二正弦压花装置；

（3）、接着使第二正弦压花装置中的两个呈上下相对分布的第二正弦压花轮在竖直方向对切割钢丝进行垂直压花变形，使切割钢丝在垂直面上呈现出垂直正弦形状的波纹；所述垂直正弦形状的波纹的波长为切割钢丝直径的5-10倍，并且波高为切割钢丝直径的0.15-0.45倍；

（4）、然后再将经过两道压花变形的切割钢丝依次经过第二换向过线轮、排线过线轮，最后由收线工字轮缠绕收线。