[发明专利]一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺

说明书

本发明公开了一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺，芯线采用钨‑铼‑X合金，通过调整成分、拉拔温度及镀层工艺，使强度、镀层厚度及颗粒密度达到最优组合，切割良率最高可提升至98.5％、断线率可降至0.56％，同时具备生产效率高、制造过程稳定、可规模化量产等优点。

技术领域

本发明涉及一种可提高线锯热导率与导电率的新型制备工艺。

背景技术

线锯切割技术因具有高效率、低损耗等优势，逐渐取代了传统内外圆及砂浆切割技术，成为半导体硅片、蓝宝石等硬脆材料的主流切割工艺。切割线锯朝着高强度、高切割力、细线化的方向发展。目前广泛使用的高碳钢丝存在加工极限低、韧塑性差、导热性差等问题，导致成品线锯性能较差，且生产高碳钢丝所用的原材料盘条的生产技术已被垄断，目前无法低成本的生产。

钨具有高弹性模量、高导电性等优点，加工极限高，具备高强度及较好的韧塑性，电镀过程中镀层沉积快，颗粒分布均匀，切割力相比于碳钢有较大提升。与传统高碳钢丝相比，钨合金丝具备优良的导热性能，有利于降低断线风险。

但小线径的金刚石线锯的生产工艺中，目前的制作工艺仍不成熟，没有较好的生产工艺流程，所以目前的重点研发方向在于：解决现有芯线细线化程度低、韧性差、切割力差、断线率高、产品质量差、加工成本高等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种高热导率与导电率的线锯其该种线锯的制备工艺。

一种新型金刚石线锯，包括芯线和镶嵌有硬质颗粒的金属层，芯线成分中含铼3wt％，含钴或镍或钼0.5～1wt％，其余为钨；所述芯线采用中温+低温拉拔技术拉拔至50μm以下；所述金属层由纯铜层和纯镍层组成，总厚度为1～ 2.5μm，其中底层为纯铜层，厚度为0.1～0.3μm，其余为表层纯镍层；所述金属层中镶嵌的硬质颗粒密度为100～140颗/mm。

芯线热导率高于120W/(m·K)，线锯成品热导率高于80W/(m·K)；

该种金刚石线锯的制备工艺中，主要包括金属元素及含量控制、拉拔工艺控制、颗粒密度控制、以及镀层工艺控制；

S1、金属元素及含量控制：

芯线的原料配比中；铼的含量为3wt％；钴、镍、钼中的一种或其混合物的含量为0.5～1wt％，其余为钨；

S2、拉拔工艺控制：

通过若干次粗拉拔以及若干次细拉拔控制芯线的线径以及均匀性；

S3、颗粒密度控制：

通过固结颗粒，使金属层中镶嵌的硬质颗粒的密度为100～140颗/mm，其中金属层位于芯线的表层；

S4、镀层工艺控制：在芯线的表层依次进行电镀铜、预镀镍层以及加厚镀镍的工艺流程，其中固结颗粒位于预镀镍层和加厚镀镍两步之间。

具体包括以下步骤：

(1)母线制备：按照芯线成分配比，将原料进行混合，混粉时间为25-35min，混粉后的平均粒径为4.5-6.5μm，完成混粉后装入钢制模具中进行热挤压成型，制备得到合金棒材；

(2)热挤压：对合金棒材进行热挤压，挤压时料温为1000-1100℃，模具温度为400℃，挤压后的棒料直径为合金棒材直径的1/5-1/3；

(3)旋锻加工：旋锻温度为1570±30℃，旋锻道次为10-15次，每道次的压缩量为0.5-2mm，总变形量为93％-94％，旋锻后的直径为旋锻前直径的 1/5-1/3；

(4)第一次粗拉拔：将直径拉拔至第一次粗拉拔前直径的1/3-1/2，拉拔温度为700℃，拉拔道次为8-12次；