[发明专利]一种高速复合电镀金刚石线锯上砂设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速复合电镀金刚石线锯上砂设备。

背景技术

电镀金刚石线锯是利用电镀工艺将金刚石微粉结固在高强度的金属丝线上作为一种切割的工具。

目前，电镀金刚石线锯应用的领域有：

1、太阳能领域：单晶硅、多晶硅的开方与切片；

2、LED领域：蓝宝石的开方与切片：

3、其他领域：硬磁性材料、陶瓷、水晶玻璃、宝石、玉石等贵硬非金属材料的切割。

使用电镀金刚石线锯的切割优势是：

1、比树脂结合的金刚石线锯耐用；

2、比砂浆游离切割的效率高，且对环境污染小。

国内电镀金刚石线锯的现状：

国内目前单晶硅、多晶硅和蓝宝石大多采用不锈钢线砂浆游离切割；由于切割速度慢，废砂浆污染环境，有逐步被淘汰的趋势；有一小部分厂家也在采用树脂结合的金刚石线锯，由于其耐用度比电镀金刚石线锯差，所以已有很多厂家正在逐步采用电镀金刚石线锯。

3、电镀金刚石切割线虽然有很多优点，但在工业化大规模生产过程中产品质量或生产效率难以平衡和控制，目前国内在售或使用的金刚石线锯电镀设备，核心的上砂形式有如下几种：

a.埋砂法：将金属丝线埋入浸泡在瓦特溶液的金刚石微粉中，通过直流电将金刚石微粉吸附在金属丝线表面，达到上砂的目的；该方法有静止埋砂法和匀速运动埋砂法两种方式，金刚石微粉在此过程中是处于静止的，金属丝线是静止或直线运动的。

b.悬浮上砂法：将带电的金属丝线通过含金刚石微粉浓度很高、且带有搅拌的电镀液中，接触到金刚石微粉而达到上砂目的的方法；该方法按走线形式分水平、垂直、倾斜式三种；该方法按布线形式分芯线直走和芯线来回缠绕两种；悬浮上砂法最主要的特点是：(1)金刚石微粉是通过机械或空气来搅动而悬浮在电镀液中的；(2)使用的金刚石微粉是镀镍金刚石微粉；(3)上砂电镀电源基本上都是采用直流电源。

虽然有个别厂家也能生产，生产效率也有突破，然而因为设备的系统设计和结构设计不合理，不同程度上均存在以下缺点：

1、上砂用电镀电源配置单一，要么仅采用直流电镀电源，要么仅采用脉冲电镀电源，导致钢丝线在上砂时要么速度慢，要么过快而导致上砂不牢固。

仅采用直流电镀电源的缺点是：上砂量极低，尤其在高速电镀过程中更加无法上砂。仅采用脉冲电镀电源的缺点是：上砂的牢固度非常低，通过换向轮输送后容易产生大面积掉砂，而形成钢丝线单边上砂的情况，而本领域中还没有一种能够实现将直流电镀和脉冲电镀相结合以解决上述上砂问题的技术方案。

2、生产效率低。由于金刚石微粉的特性，上砂时一般情况下只能采取低电流和低电压进行电镀，所以后的金刚石与钢丝的结合力很小，只能延长电镀时间加牢其结合力，否则与导电轮或托线轮接触时，会导致金刚石微粉脱落，使上砂失败。

3、上砂均匀性差。埋砂法容易造成金刚石微粉叠加堆积；悬浮上砂法虽然不会形成金刚石微粉叠加堆积，但经过导电轮或托线轮时会导致与钢丝线接触面的金刚石微粉脱落而形成一边多一边少的问题。

4、镀槽需留存的金刚石微粉量大。如埋砂法就必须要用大量的金刚石微粉将钢丝线埋在其中；而悬浮上砂法则要求在整个有效上砂槽的电镀液中保持有足够的金刚石微粉浓度，以增加与钢丝线接触的几率，并保证钢丝线上的上砂密度。

5、上砂均匀度及密度不能实时控制。电镀金刚石切割线在工业化使用过程中通常要求几万米至几十万米不能断线，且切割不同的材料要求钢丝线上的微粉均匀外，还有微粉的分布密度和粒度等不同的匹配，而对于国内在售或使用中的电镀金刚石线锯生产设备是没有在线检查和控制功能的，所以没有办法在生产过程中对微粉的分布均匀度和分布密度实行有效调整和控制。

6、镀液循环相对较慢，导致钢丝线周围的镍离子在浓度降低过程中不能及时补充，并且产生的氢气附着在钢丝线表面阻碍微粉的吸附，使上砂后的微粉在钢丝线上的分布密度不易控制和牢固度不够，且容易脱落。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种高速复合电镀金刚石线锯上砂设备。