[发明专利]一种采用金刚石微粉制造的金刚石线锯

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石线锯。

背景技术

金刚石线锯是以高强度钢丝线作为基体，通过电镀或钎焊的方法，把不同尺寸的金刚石微粉固结在钢丝的基体上，这种线锯具有切割切口狭窄，原料损失少；切割效率高，可以多线同时切割等高速高效切割性能。因而在半导体单晶硅切片、太阳能电池硅片切割以及LED中蓝宝石切割等领域得到广泛应用。

本领域的技术人员都知道，线锯的金刚石颗粒需要牢固地结合在钢丝线基体上，否则线锯在进行切割作业时，金刚石露出后极易脱落，造成线锯失去有效地切割能力。传统的金刚石线锯，其金刚石表面或无镀层，或有Ni电镀层，然后采用Cu基、Ni基钎料作为结合剂把金刚石固结到钢丝线上。上述电镀Ni和钎料与金刚石界面之间没有化学键，只是简单的机械镶嵌卡固金刚石微粉颗粒在钢丝线基体上，结合力很差导致线锯切割工作中，金刚石颗粒易脱落，使线锯的使用寿命短，切割效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切割效率高、使用寿命长的一种采用金刚石微粉制造的金刚石线锯。本发明的金刚石线锯也是一种用镍镀层将金刚石微粉固结在钢丝线基体上的线锯。但该金刚石微粉表面设有金属碳化物镀层，该金属碳化物镀层是指碳化钛、碳化钨或碳化铬。这些表面设有金属碳化物镀层的金刚石微粉可以直接用于线锯制造。最好在上述金刚石微粉表面的金属碳化物镀层上镀覆一层金属层，该金属层的金属是指Ni或Cu，其与金属碳化物镀层组成表面有金属碳化物-金属复合镀层的金刚石微粉，然后用于线锯制造。

上述金刚石线锯的制造方法：

原料：

钢丝线基体：其为直径是0.1~ 0.5mm的高强度钢丝。

金刚石微粉颗粒：直径0.1-200微米。

组成金属碳化物镀层的金属粉：钛粉、钨粉或铬粉，且各种金属粉的粒度在5-500微米。

制造方法：

1、在金刚石微粉表面镀覆金属使之成为金属碳化物镀层：可以采用传统的物理气相沉积法或化学气相沉积法，最好是采用真空微蒸发镀的方法进行镀覆。

该真空微蒸发镀的具体方法：

（1）把金刚石微粉与组成金属碳化物镀层的金属粉按下述质量比，即金刚石微粉：金属粉=1:0.1~1.2称量，混合均匀，并装入耐高温并不会引入杂质的容器中。

（2）将上述容器置于真空反应炉内，进行真空加热，使之反应，其真空度为10^-4~100Pa，加热温度均为600~950℃，加热时间为40~150分钟。

（3）停止加热，待冷却到300℃以下时关闭真空泵。冷却至室温取出容器。于是相应的金属便沉积到金刚石微粉表面，并形成由化学键结合的相应的金属碳化物镀层。

（4）然后将表面镀覆有金属碳化物的金刚石微粉用溶液沉降方法分离出来。由于在溶液中金刚石微粉沉降的速度比较慢，最好将镀有金属碳化物的金刚石微粉和金属粉的混合物在水（或者其它有效的分离液）中充分搅拌，将混合物扬起后，静置10~90秒，取悬浊液，反复沉降多次，直到无沉淀为止。将取得的悬浊液烘干，得到表面有金属碳化物镀层的金刚石微粉。

2、在上述金刚石微粉表面金属碳化物镀层上再镀覆一层金属层：可以采用电镀或化学镀的方法在上述金刚石微粉表面金属碳化物镀层上进一步镀上一层Ni或Cu，组成金属碳化物-金属复合镀层。

（1）采用化学镀的具体方法：将表面有金属碳化物镀层的金刚石微粉置于传统的化学镀液中进行化学镀。

化学镀Ni的配方是：硫酸镍0.02~0.03mol/L，柠檬酸钠0.05~0.15mol/L，次磷酸钠0.25~0.35mol/L，硫酸铜0.05~0.15 mol/L，温度60~90℃，pH值6.5~7.5，镀覆时间10~30分钟。

或化学镀Cu的配方是：硫酸铜25~35g/L，次磷酸钠25~35 g/L，柠檬酸钠15~25 g/L，pH值8.5-9.5，温度30~70℃，镀覆时间10~30分钟。

镀覆过程中需要对溶液进行搅拌，防止不均匀的镀覆；同时也防止金刚石微粉颗粒之间的粘连。镀覆金属之后，金刚石微粉的质量增重在1 ~ 50%之间。

（2）采用电镀的具体方法：在滚镀机中加入与Ni或Cu对应的传统电镀液，并加入表面有金属碳化物镀层的金刚石微粉，调整电镀机的转速使金刚石微粉翻动，在20-60℃，电镀电压3-8V，电镀电流1-6A的条件下进行电镀30~90分钟。镀覆金属之后，金刚石微粉的增重在1 ~ 100%之间。

3、线锯的制造：