[发明专利]一种太阳能硅片线切割钢线及其制作方法

权利要求书

1.一种太阳能硅片线切割钢线，其特征是：所述钢线由金属线和包覆在金属线外表面的含固体石墨烯微粒的非晶态合金复合层组成。

2.根据权利要求1所述的太阳能硅片线切割钢线，其特征是：所述非晶态合金的重量百分比为2%~75%，固体石墨烯微粒的重量百分比为2%~60%，所述固体石墨烯微粒的粒径为0.2 um~3um。

3.根据权利要求1所述的太阳能硅片线切割钢线，其特征是：所述钢线的直径为80um~300um，所述钢线的耐磨层厚度为0.5um~5um。

4.根据权利要求1所述的太阳能硅片线切割钢线，其特征是：所述非晶态合金为铜基非晶、锆基非晶、镍基非晶、铁基非晶、镁基非晶、铈基非晶中的一种或几种；所述固体石墨烯微粒为单层片或者多层片。

5.根据权利要求1~4任一项所述的太阳能硅片线切割钢线的制作方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）母合金料制备：称取一定量纳米级的固体石墨烯微粒，与至少一种非晶态合金按比例混合后置于真空熔炼炉中熔融加热，使非晶态合金与固体石墨烯微粒混融，在铜模铸造条件下制成非晶态母合金料；

（2）涂覆处理：在切割钢线拉丝过程中，对含固体石墨烯微粒的非晶态母合金料进行加热涂覆并快速冷却，使非晶态母合金料与钢线表面复合，即可制成太阳能硅片多线切割机用钢线。

6.根据权利要求5所述的太阳能硅片线切割钢线的制作方法，其特征是：步骤（1）中，所述母合金料制备具体包括以下步骤：

第一步：将至少一种非晶态合金和固体石墨烯微粒按比例置于熔融Ti纯化过的惰性气体气氛下的电弧炉中熔炼，并采用电磁搅拌；熔炼条件为：真空度小于1×10^-3Pa，熔炼电流为560~800A，以确保获得成分均匀的中间合金；

第二步：将中间合金、其他金属基非晶态合金以及固体石墨烯微粒按所需比例放入坩锅内，将坩锅置于真空炉中，将真空度抽至1×10^-2Pa以下，充入惰性气体作为保护气体，惰性气体的压力为0.8~1.2个大气压，熔炼温度为1200~2000℃，然后在铜模铸造条件下制成非晶态母合金料。

7.根据权利要求6所述的太阳能硅片线切割钢线的制作方法，其特征是：所述熔炼电流为570~600A；所述惰性气体的压力为0.9~1.1个大气压，所述熔炼温度为1250~1500℃。

8.根据权利要求5所述的太阳能硅片线切割钢线的制作方法，其特征是：步骤（2）中，所述涂覆处理具体包括以下步骤：将制备好的非晶态母合金料装入高频加热石英炉中，加热熔融非晶态母合金料并保温；将己拉伸好的钢线在收线卷绕轮的牵引下快速经过装有熔融状态非晶态母合金料的石英炉挤出涂覆模口，通过速度为V=1050~1500mm/秒，让钢丝表面均匀涂覆上一层合金液，经过石英炉后快速冷却使钢线表面均匀涂覆上了一层含石墨烯微粒的非晶态合金复合层，从而得到含石墨烯的非晶态合金改性的切割线材。

9.根据权利要求8所述的太阳能硅片线切割钢线的制作方法，其特征是：所述高频加热石英炉的熔融温度为800~1200℃，保温时间为1~2h。

10.根据权利要求8或9所述的太阳能硅片线切割钢线的制作方法，其特征是：所述钢线经过装有熔融状态非晶态母合金料的石英炉挤出涂覆模口的速度为1100~1150mm/秒。