[发明专利]沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝

说明书

技术领域

本发明涉及硬脆材料加工技术领域，特别涉及一种沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝。

背景技术

硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢丝带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点，是目前采用最广泛的硅片切割技术。

目前普遍采用的是普通钢丝在高速运转的情况下，带动砂浆(PEG(聚乙二醇)与碳化硅的混合物)进行切割，采用此种切割方式，会使用大量的PEG，处理起来比较困难，给环保方面带来很多的风险，且在此种切割模式下，碳化硅没有充分利用，被大量浪费，实际利用率不足20％。另外一种切割方式为金刚线切割，在欧美企业普遍采用。金刚线有电镀固结金刚线、树脂结合剂固结金刚线以及机械压入金刚线等好几种。一般应用较多的是电镀金刚线，主要是由于其耐磨性和耐热性较好，金刚石颗粒不易脱落。优点：1、相对于游离磨料切割方式，金刚线切割具有较高的磨削速度，即较高的生产效率。2、硅片成品率较高。3、切割液消耗较少，可减少环境污染问题。缺点：。2、1、目前只能用于单晶切割。2、单价较高。

现有技术中也有电镀镍-碳化硅工艺的介绍，但其电镀的基材面积较大，易于实施，而在直径0.1毫米量级的钢丝上电镀镍-碳化硅难度较大，目前尚未见到相关的技术内容。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种成本低廉的沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝，钢丝基材的表面上具有镍-碳化硅复合镀层。

所述镍-碳化硅复合镀层可包括镍镀层和嵌入所述镍镀层的碳化硅颗粒。所述镍镀层的厚度可为3至5微米，优选4微米。

所述钢丝基材的直径可为0.110毫米至0.125毫米。

所述碳化硅颗粒的直径可为6.0微米至9.5微米，且所述碳化硅颗粒部分嵌入所述镍镀层。所述碳化硅颗粒在所述镍镀层中可有序排列。

为保证表面碳化硅颗粒的总体硬度，相邻所述碳化硅颗粒的距离优选不超过3微米。

有益效果：由于碳化硅的单价远远低于金刚石，采用本发明沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝切割硬脆材料(包括但不限于硅片)，成本约为采用金刚线的成本的10％左右，另一方面，碳化硅的硬度仅比金刚石略低10％左右；本发明可用于多晶切割；使用本发明进行切割，碳化硅利用率高，不使用PEG，可以节约大量的化工原料，减少环保的风险。

附图说明

图1为沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝的结构示意图；

图2为图1的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1和图2所示，一种沉积有镍-碳化硅复合镀层的钢丝，包括钢丝基材1，该钢丝基材的直径为0.110毫米至0.125毫米，可以是0.110毫米、0.115毫米、0.120毫米和0.125毫米等，钢丝基材的表面具有镍-碳化硅复合镀层2。该镍-碳化硅复合镀层为在电镀液中添加碳化硅颗粒，使碳化硅颗粒4与镍离子共沉积而形成，包括镍镀层3和嵌入所述镍镀层的碳化硅颗粒4，其中碳化硅颗粒的直径为6.0微米至9.5微米，碳化硅颗粒有序排列，均匀分布，相邻碳化硅颗粒的距离不超过3微米，均匀度大大优于金刚线，镍镀层的厚度为3至5微米，优选4微米。从图中可以看出，碳化硅颗粒部分嵌入镍镀层而不接触钢丝基材，部分露在外面，形成坚硬耐磨的表面结构。