CN101829964A - 一种金刚线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏或半导体领域一种金刚线，本发明还涉及了该金刚线的制备方法；该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，所采用的金刚石磨料是回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的混合物；该金刚线的制备方法包括，金刚线对硬脆材料切割后成为废金刚线，其操作步骤为：将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；对回收得到的金刚石磨料进行清洗；将清洗后回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；采用该制备成本低的金刚线大大降低了金刚线生产加工晶体硅、陶瓷等硬脆材料的成本，大大促进了金刚线切割方法的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及光伏或半导体领域中的一种金刚线，本发明还涉及了该金刚线的制备方法。
背景技术
随着晶体硅、陶瓷等硬脆材料应用的日益广泛，对其加工要求也越来越高。金刚线是解决硬脆材料切割加工，特别是贵重硬脆材料切割加工中较为理想的方法。金刚线是将金刚石磨料以一定的方式固定到金属线上制备而成的。由于其采用金刚石磨料为金刚线的制备材料，所以导致金刚线的价格非常昂贵，采用金刚线切割的成本很高。
采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到金刚线是现有技术，目前已经有少数公司向加工晶体硅、陶瓷的用户提供性能稳定的金刚线。
由于金刚线在工业上成规模的应用在晶体硅领域是最近才兴起的，因此将残留在废金刚线上的金刚石磨料分离出来；再经过清洗，回收利用的技术尚未得到很多关注。
另外金刚线在工业上成规模的应用在晶体硅领域是最近才兴起的，报废的金刚线来源稀少，研究其回收的技术并不多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备成本低的金刚线，大大地降低了使用金刚线切割的成本，同时也很大程度促进了金刚线在硬脆材料切割加工中的应用。
本发明的技术方案为：
一种金刚线，该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，其中：所采用的金刚石磨料是是通过回收得到的金刚石磨料。
将残留在废金刚线、废金刚磨轮等废金刚磨具上的金刚石磨料分离出来；再经过清洗，就成为通过回收得到的金刚石磨料。
分离可以是酸洗的方式，酸洗的分离方式容易带来杂质。由于太阳能或半导体领域的晶体硅允许的杂质含量非常少，因此将回收得到的金刚石磨料再次固定在金属线前，需要将回收得到的金刚石磨料进行清洗除去杂质。
一种金刚线，该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，其中：所采用的金刚石磨料是回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的混合物。
一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为10％-100％∶90％-0％。
一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为20％-80％∶80％-20％。
一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为30％-50％∶70％-50％。
该采用回收后的金刚石磨料按100％的比例固定在金属线上制备得到的金刚线再次切割要求不高的物料的时候，是完全可以胜任的。
但残留在废金刚线、废金刚磨轮等废金刚磨具上的金刚石磨料因为已经使用过，其切割能力有一定的下降，将其切割要求很高的物料的时候，例如切割太阳能硅块的时候切割效果不理想，需要与全新的金刚石磨料按一定比例混合使用才能满足切割要求。
| 回收的金刚石磨料与全新的金刚石磨料的百分混合比例 | 切割太阳能硅块得到156*156规格的硅片的良品率 | 切割成本 |
| 0∶100 | 93％ | 很高 |
| 10∶90 | 91％ | 同 |
| 20∶80 | 90％ | 较高 |
| 30∶70 | 88％ | 一般 |
| 50∶50 | 85％ | 较低 |
| 80∶20 | 80％ | 低 |
| 90∶10 | 70％ | 低 |
结论：“一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为30％-50％∶70％-50％。”的方案是兼顾切割效率和回收效益的最佳选择。
一种金刚线，其中：所述的金属线可以是钢线、不锈钢线、钨钼线、钼线或黄铜线的任意一种。
一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为20-50微米；金属线的平均粒径为0.1-10毫米。
一种金刚线的制备方法，包括，金刚线对硬脆材料切割后成为废金刚线，其中：其操作步骤为：
(1)将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)对回收得到的金刚石磨料进行清洗；
(3)将清洗后回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(4)完成金刚线的制备。
一种金刚线的制备方法，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为10％-100％∶90％-0％。
一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(1)中的分离方法可以是采用酸性溶液对废金刚线进行处理。
一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(2)中的清洗方法可以是采用去离子水对回收得到的金刚石磨料进行清洗。
一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值范围小于或等于6。
一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(3)的固定可以是采用电镀的方式将金刚石磨料固定在新金属线上。
一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(3)的固定可以是采用树脂结合剂粘结的方式将金刚石磨料固定在新金属线上。
采用电镀法、树脂结合剂粘结法制造的金刚线均是通过具有一定把持力的中间层将金刚石磨粒均匀的固结在钢丝表面，该中间层可以是树脂结合剂粘结层或电镀金属层。树脂结合剂采用的是酚醛树脂之类的热固性树脂，在金刚线制作过程中需要加热和烧结；电镀金刚石线就是以电镀金属为结合剂，通过电镀金属的电结晶作用，把高硬度、高耐磨性的金刚石磨料牢固地固结在钢丝基体上而制成的一种切割工具，也就是本发明所述金刚线的一种。
一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液可以是HCl，HF，H2SO4，HNO3，H3PO4，HNO2，HCLO，H2CO3的任意一种或几种的混合。
由于采用高浓度的酸溶液有可能会损坏金属线，造成污染，所以本发明中的酸溶液一般采用稀浓度的酸溶液进行处理，浓度范围一般小于或等于6mol/L。
一种金刚线的制备方法，其中：采用水力旋流分离器或滗析器或离心分离器将回收得到的金刚石磨料再进行分选，得到粗颗粒的金刚石磨料和细颗粒的金刚石磨料，将回收得到的粗颗粒的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上。
回收得到的金刚石磨料由于经过切割工艺使用后，会含有小粒径的金刚石磨料，这些小粒径的金刚石磨料可能已经不具备切割效果，为了提高线切割效率，用分离设备去除小粒径的金刚石磨料，所述的分离设备可以是水力旋流分离器，滗析器，离心分离器中的任意一种或几种。一般去除小粒径的金刚石磨料大约是总金刚石磨料的重量比0~40％，为了弥补去除的金刚石磨料，可以添加一定重量比的新金刚石磨料。
本发明提供的金刚线与现有金刚线比较
| 本发明提供的金刚线 | 现有金刚线 | |
| 成本 | 低 | 非常昂贵 |
| 技术方案 | 按重量百分比计算，采用回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为10％-100％∶90％-0％的混合金刚石磨料固定在金属线上制备 | 采用新金刚石磨料固定在金属线上制备得到的 |
| 得到的 |
| 本发明提供的金刚线 | 现有金刚线 | |
| 是否适合在切割领域中推广应用 | 促进了金刚线在切割领域中的应用 | 由于其价格昂贵，一定程度上了限制了金刚线在切割领域中的应用 |
本发明的优点：采用该制备成本低的金刚线大大降低了金刚线生产加工晶体硅、陶瓷等硬脆材料的成本，大大促进了金刚线切割方法的应用前景。
附图说明
附图1是本发明实施例39以及实施例40中金刚线的断面结构示意图。
附图说明：金刚石磨料1、中间层2、金属丝3。
具体实施方式
实施例1、一种金刚线，该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，其中：所采用的金刚石磨料是通过回收得到的金刚石磨料。
将残留在废金刚线、废金刚磨轮等废金刚磨具上的金刚石磨料分离出来；再经过清洗，就成为通过回收得到的金刚石磨料。
实施例2、一种金刚线，该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，其中：所采用的金刚石磨料是回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的混合物。
实施例3、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为10％∶90％。其余同实施例1或实施例2。
实施例4、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为20％∶80％。其余同实施例1或实施例2。
实施例5、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为30％∶70％。其余同实施例1或实施例2。
实施例6、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为40％∶60％。其余同实施例1或实施例2。
实施例7、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为50％∶50％。其余同实施例1或实施例2。
实施例8、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为60％∶40％。其余同实施例1或实施例2。
实施例9、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为70％∶30％。其余同实施例1或实施例2。
实施例10、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为80％∶20％。其余同实施例1或实施例2。
实施例11、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为90％∶10％。其余同实施例1或实施例2。
实施例12、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为95％∶5％。其余同实施例1或实施例2。
实施例13、一种金刚线，其中：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为100％∶0％。其余同实施例1或实施例2。
实施例14、一种金刚线，其中：所述的金属线是钢线。其余同实施例1或实施例2。
实施例15、一种金刚线，其中：所述的金属线是不锈钢线。其余同实施例1或实施例2。
实施例16、一种金刚线，其中：所述的金属线是钨钼线。其余同实施例1或实施例2。
实施例17、一种金刚线，其中：所述的金属线是钼线。其余同实施例1或实施例2。
实施例18、一种金刚线，其中：所述的金属线是黄铜线。其余同实施例1或实施例2。
实施例19、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为20微米；金属线的平均粒径为0.1毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例20、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为25微米；金属线的平均粒径为0.5毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例21、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为30微米；金属线的平均粒径为1毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例22、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为32微米；金属线的平均粒径为2毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例23、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为35微米；金属线的平均粒径为3毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例24、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为38微米；金属线的平均粒径为5毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例25、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为40微米；金属线的平均粒径为8毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例26、一种金刚线，其中：所述金刚石磨料的平均粒径为50微米；金属线的平均粒径为10毫米。其余同实施例1或实施例2。
实施例27、一种金刚线的制备方法，包括，金刚线对硬脆材料切割后成为废金刚线，其中：其操作步骤为：
(1)将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)对回收得到的金刚石磨料进行清洗；
(3)将清洗后回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(4)完成金刚线的制备。其余同实施例1-实施例26中的任意一种实施例。
实施例28、一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(1)中的分离方法可以是采用酸性溶液对废金刚线进行处理。其余同实施例27。
实施例29、一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(2)中的清洗方法可以是采用去离子水对回收得到的金刚石磨料进行清洗。其余同实施例27。
实施例30、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为6。其余同实施例28。
实施例31、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为5。其余同实施例28。
实施例32、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为4.5。其余同实施例28。
实施例33、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为4。其余同实施例28。
实施例34、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为3.5。其余同实施例28。
实施例35、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为3。其余同实施例28。
实施例36、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为2。其余同实施例28。
实施例37、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为1。其余同实施例28。
实施例38、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液的pH值为0.5。其余同实施例28。
实施例39、一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(3)的固定是采用电镀的方式将金刚石磨料固定在新金属线上，制备得到的金刚线的结构包括金刚石磨料1，中间层2，金属丝3。其余同实施例27。
实施例40、一种金刚线的制备方法，其中：所述步骤(3)的固定是采用树脂结合剂粘结的方式将金刚石磨料固定在新金属线上，制备得到的金刚线的结构包括金刚石磨料1，中间层2，金属丝3。其余同实施例27。
实施例41、一种金刚线的制备方法，其中：所述酸性溶液是HCl，HF，H2SO4，HNO3，H3PO4，HNO2，HCLO，H2CO3的任意一种或几种的混合。其余同实施例28。
实施例42、一种金刚线的制备方法，其中：其操作步骤为：
(1)通过浓度为1mol/L的HNO3溶液进行处理，将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)对回收得到的金刚石磨料用去离子水进行清洗；
(3)将清洗后回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(4)完成金刚线的制备。其余同实施例1-实施例26中的任意一种实施例。
实施例43、一种金刚线的制备方法，其中：其操作步骤为：
(1)通过浓度为0.5mol/L的HNO3溶液进行处理，将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)对回收得到的金刚石磨料用去离子水进行清洗；
(3)将清洗后回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(4)完成金刚线的制备。其余同实施例1-实施例26中的任意一种实施例。
实施例44、一种金刚线的制备方法，其中：其操作步骤为：
(1)通过浓度为2mol/L的HNO3溶液进行处理，将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)对回收得到的金刚石磨料用去离子水进行清洗；采用水力旋流分离器将回收得到的金刚石磨料再进行分选，得到粗颗粒的金刚石磨料和细颗粒的金刚石磨料；
(3)将回收得到的粗颗粒的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(4)完成金刚线的制备。其余同实施例1-实施例26中的任意一种实施例。
实施例45、一种金刚线的制备方法，其中：其操作步骤为：
(1)通过浓度为3mol/L的HNO3溶液进行处理，将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)采用水力旋流分离器将回收得到的金刚石磨料再进行分选，得到粗颗粒的金刚石磨料和细颗粒的金刚石磨料；
(3)对粗颗粒的金刚石磨料用去离子水进行清洗；
(4)将回收得到的粗颗粒的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(5)完成金刚线的制备。其余同实施例1-实施例26中的任意一种实施例。
Claims (16)
1.一种金刚线，该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，其特征在于：所采用的金刚石磨料是通过回收得到的金刚石磨料。
将残留在废金刚线、废金刚磨轮等废金刚磨具上的金刚石磨料分离出来；再经过清洗，就成为通过回收得到的金刚石磨料。
2.如权利要求1所述的一种金刚线，该金刚线采用金刚石磨料固定在金属线上制备得到，其特征在于：所采用的金刚石磨料是回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的混合物。
3.如权利要求2所述的一种金刚线，其特征在于：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为10％-100％∶90％-0％。
4.如权利要求2所述的一种金刚线，其特征在于：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为20％-80％∶80％-20％。
5.如权利要求2所述的一种金刚线，其特征在于：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为30％-50％∶70％-50％。
6.如权利要求1或2所述的一种金刚线，其特征在于：所述的金属线可以是钢线、不锈钢线、钨钼线、钼线或黄铜线的任意一种。
7.如权利要求1或2所述的一种金刚线，其特征在于：所述金刚石磨料的平均粒径为20-50微米；金属线的平均粒径为0.1-10毫米。
8.如权利要求1或2所述的一种金刚线的制备方法，包括，金刚线对硬脆材料切割后成为废金刚线，其特征在于：其操作步骤为：
(1)将金刚石磨料从废金刚线上分离出来；
(2)对回收得到的金刚石磨料进行清洗；
(3)将清洗后回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上；
(4)完成金刚线的制备。
9.如权利要求8所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：按重量百分比计算，回收得到的金刚石磨料与新金刚石磨料的重量比例为10％-100％∶90％-0％。
10.如权利要求8所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的分离方法可以是采用酸性溶液对废金刚线进行处理。
11.如权利要求8所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的清洗方法可以是采用去离子水对回收得到的金刚石磨料进行清洗。
12.如权利要求10所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：所述酸性溶液的pH值范围小于或等于6。
13.如权利要求8所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的固定可以是采用电镀的方式将金刚石磨料固定在新金属线上。
14.如权利要求8所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的固定可以是采用树脂结合剂粘结的方式将金刚石磨料固定在新金属线上。
15.如权利要求10所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：所述酸性溶液可以是HCl，HF，H2SO4，HNO3，H3PO4，HNO2，HCLO，H2CO3的任意一种或几种的混合。
16.如权利要求8所述的一种金刚线的制备方法，其特征在于：还可以采用水力旋流分离器或滗析器或离心分离器将回收得到的金刚石磨料再进行分选，得到粗颗粒的金刚石磨料和细颗粒的金刚石磨料，将回收得到的粗颗粒的金刚石磨料与新金刚石磨料混合后固定在新金属线上。
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN102653878A (zh) * | 2012-04-24 | 2012-09-05 | 苏闽(张家港)新型金属材料科技有限公司 | 切割钢丝表面镀金刚石工艺 |
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- 2010-04-28 CN CN 201010158940 patent/CN101829964A/zh active Pending
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