一种高强度金刚线及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度金刚线及其生产方法，由以下重量份数的原料制成：铁10?18份、碳12?17份、铜4?9份、铝3?10份、锡1?4份、铋0.5?2.8份、铬0.6?3.5份、锆0.2?1.3份、锶0.17?0.85份、铱0.22?0.76份、硅0.15?0.66份、铅0.08?0.31份、砷0.11?0.25份。本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，配方含量和方法设计合理新颖。
【专利说明】
一种高强度金刚线及其生产方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种高强度金刚线及其生产方法，属于金属加工领域。【背景技术】
[0002]金刚线是金刚石切割线的简称，有人称钻石切割线或者钻石线。工业上许多东西是用切割线来切割的，比如光伏领域的多晶硅切片。切割线的材料是很重要的。目前主流的用于光伏领域的硅片切割线是超精细切割钢丝，直径大约是100微米。金刚石切割线顾名思义，跟金刚石有关。大体上是把金刚石的微小颗粒镶嵌在线上，做成的金刚石切割线。我们知道，金刚石是超硬的，用途很广的切割材料。金刚线具有了金刚石微型的锯齿，增加了钢线的切割能力，可以大大加快切割速度。金钢线对于太阳能硅材料切割行业而言，是革命性的进步。现有的金刚线由于材料的限制，很难将线的直径缩小到100微米以下，因为如果金刚线的直径过细则会影响金刚线的强度，在高速切割过程中会断丝，影响切割作业的进行。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度金刚线及其生产方法，能够生产出直径100微米以下并且符合使用标准的金刚线产品。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种高强度金刚线，由以下重量份数的原料制成:铁1〇_18份、碳12_17份、铜4_9份、错3_10份、锡1_4份、祕0.5_2.8份、络 0.6-3.5份、锆0.2-1.3份、锶0? 17-0.85份、铱0.22-0.76份、硅0.15-0.66份、铅0.08-0.31 份、砷0.11-0.25份。
[0005]优化的，上述高强度金刚线，由以下重量份数的原料制成:铁12-15份、碳13-15份、 铜6-8份、铝5-8份、锡2 ? 2-3 ? 5份、铋 1 ? 2-2 ? 2份、铬 1 ? 8-2 ? 7份、锆0 ? 6-1 ? 1 份、锶0 ? 35-0 ? 68 份、铱0 ? 34-0 ? 56份、硅0 ? 25-0 ? 47份、铅0 ? 15-0 ? 26份、砷0 ? 16-0 ? 22份。
[0006]优化的，上述高强度金刚线，由以下重量份数的原料制成:铁13.8份、碳13.7份、铜 6.5份、铝6.2份、锡2.8份、铋1.9份、铬2.2份、锆0.9份、锶0.42份、铱0.51份、硅0.36份、铅 0.17 份、砷 0.18 份。
[0007]—种高强度金刚线的生产方法，包括以下步骤:(1)将生铁与废铁按2.7:1.6的比例投入高温熔炼炉中熔化作为基础熔融铁水，将配料碳钢加入高温熔炼炉中加热熔化形成钢液；(2)取样并对上述钢液中的碳、铜、铝、锡、铋、铬、锆、锶元素含量进行分析，然后根据需要向所述钢液中加入配料铜锡合金、铝铋合金、铜铬合金、铜锆合金、铝锶合金；(3)将上述得到的再依次进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼，得到熔融的合金钢液；(4)将熔融后的合金钢液冲入含铱、硅、铅、砷的铁合金配料的钢包内，使得碳、铜、铝、 锡、铋、铬、锆、锶、铱、硅、铅、砷的含量均在所述含量范围之内；(5)将上述得到的合金溶液冷却至350摄氏度后，压乳成合金钢条；(6 )将合金钢条的表面进行打磨，去除因加热冷却形成的杂质层，打磨的厚度为1 -1.5mm；(7)将打磨后的合金钢条升温至1250摄氏度后，将熔融的合金溶液倒入拉丝设备中进行拉丝处理，拉丝过程中，拉丝温度为950摄氏度；(8)将拉丝成品盘至线辊上，盘辊时，金刚线的夹持力保持在45巴。
[0008]优化的，上述高强度金刚线的生产方法，所述步骤(7)中的升温速度为每秒13摄氏度。
[0009]本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，设计合理新颖。钢中加人微量铋，能使成品具备类似不锈钢的性能，并且铝和铋的结合能够提高金刚线的耐磨性能。在切割加工中，如果使用酸性或者碱性的助剂，很容易对超细的金刚线造成腐蚀并断裂，针对这一点，本申请的金刚线中加入金属铬元素，铬铝和铬铜形成的金相合金能够提高金刚线的抗腐蚀性能。锆能够提高金刚线的熔点，防止因高速切割造成金刚线表面温度过高而发生断裂的情况。锶的加入提高了金刚线的导热性能，能够把高速切割过程中生成的热量快速导出并散发，提高了金刚线的耐热性能。铱单体具有高度的耐腐蚀性，并且熔点高，强度高，即便遇到王水也不会发生腐蚀现象。本申请的设计中加入铱是利用其抗腐蚀性能，提高金刚丝的抗腐蚀能力，并且提高金刚线的强度。砷铅形成合金后，具有高的抗腐蚀性能和拉伸延展性，降低了金刚线的加工难度。锡、、铬、错、锶、铱、硅、砷协同作用，提高了普通合金金刚线的韧性和强度，使其耐高温、耐腐蚀并且具有较高的弹性和延展性，使金刚线的直径能够降低至100微米以下并且能够达到使用效果。【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
[0011]实施例1本发明为一种高强度金刚线，由以下重量份数的原料制成:铁10份、碳12份、铜4份、铝3 份、锡1份、铋〇.5份、铬0.6份、锆0.2份、锶0.17份、铱0.22份、硅0.15份、铅0.08份、砷0.11份。
[0012]—种高强度金刚线的生产方法，包括以下步骤:(1)将生铁与废铁按2.7:1.6的比例投入高温熔炼炉中熔化作为基础熔融铁水，将配料碳钢加入高温熔炼炉中加热熔化形成钢液；(2)取样并对上述钢液中的碳、铜、铝、锡、铋、铬、锆、锶元素含量进行分析，然后根据需要向所述钢液中加入配料铜锡合金、铝铋合金、铜铬合金、铜锆合金、铝锶合金；(3)将上述得到的再依次进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼，得到熔融的合金钢液；(4)将熔融后的合金钢液冲入含铱、硅、铅、砷的铁合金配料的钢包内，使得碳、铜、铝、 锡、铋、铬、锆、锶、铱、硅、铅、砷的含量均在所述含量范围之内；(5)将上述得到的合金溶液冷却至350摄氏度后，压乳成合金钢条；(6 )将合金钢条的表面进行打磨，去除因加热冷却形成的杂质层，打磨的厚度为1 -1.5mm；(7)将打磨后的合金钢条升温至1250摄氏度后，将熔融的合金溶液倒入拉丝设备中进行拉丝处理，拉丝过程中，拉丝温度为950摄氏度；(8)将拉丝成品盘至线辊上，盘辊时，金刚线的夹持力保持在45巴。所述步骤(7)中的升温速度为每秒13摄氏度。
[0013]本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，设计合理新颖。钢中加人微量铋，能使成品具备类似不锈钢的性能，并且铝和铋的结合能够提高金刚线的耐磨性能。在切割加工中，如果使用酸性或者碱性的助剂，很容易对超细的金刚线造成腐蚀并断裂，针对这一点，本申请的金刚线中加入金属铬元素，铬铝和铬铜形成的金相合金能够提高金刚线的抗腐蚀性能。锆能够提高金刚线的熔点，防止因高速切割造成金刚线表面温度过高而发生断裂的情况。锶的加入提高了金刚线的导热性能，能够把高速切割过程中生成的热量快速导出并散发，提高了金刚线的耐热性能。铱单体具有高度的耐腐蚀性，并且熔点高，强度高，即便遇到王水也不会发生腐蚀现象。本申请的设计中加入铱是利用其抗腐蚀性能，提高金刚丝的抗腐蚀能力，并且提高金刚线的强度。砷铅形成合金后，具有高的抗腐蚀性能和拉伸延展性，降低了金刚线的加工难度。锡、、铬、错、锶、铱、硅、砷协同作用，提高了普通合金金刚线的韧性和强度，使其耐高温、耐腐蚀并且具有较高的弹性和延展性，使金刚线的直径能够降低至100微米以下并且能够达到使用效果。
[0014]实施例2本发明为一种高强度金刚线，由以下重量份数的原料制成:铁18份、碳17份、铜9份、铝 1 〇份、锡4份、铋2 ? 8份、铬3 ? 5份、锆1 ? 3份、锶0 ? 85份、铱0 ? 76份、硅0 ? 66份、铅0 ? 31份、砷0 ? 25份。
[0015]实施例3本发明为一种高强度金刚线，由以下重量份数的原料制成:铁13.8份、碳13.7份、铜6.5 份、铝6.2份、锡2.8份、铋1.9份、铬2.2份、锆0.9份、锶0.42份、铱0.51份、硅0.36份、铅0.17 份、砷0.18份。
[0016]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高强度金刚线及其生产方法，其特征在于:由以下重量份数的原料制成:铁10-18份、碳 12-17份、铜4-9份、铝3-10份、锡 1-4份、铋0.5-2.8份、铬0.6-3.5份、锆0.2-1.3份、 锶0 ? 17-0 ? 85份、铱0 ? 22-0 ? 76份、硅0 ? 15-0 ? 66份、铅0 ? 08-0 ? 31 份、砷0 ? 11 -0 ? 25份。2.根据权利要求1所述的高强度金刚线，其特征在于:由以下重量份数的原料制成:铁 12-15份、碳 13-15份、铜6-8份、铝5-8份、锡2.2-3.5份、铋 1.2-2.2份、铬 1.8-2.7份、锆0.6-1 ? 1 份、锶0 ? 35-0 ? 68份、铱0 ? 34-0 ? 56份、硅0 ? 25-0 ? 47份、铅0 ? 15-0 ? 26份、砷0 ? 16-0 ? 22份。3.根据权利要求1所述的高强度金刚线，其特征在于:由以下重量份数的原料制成:铁 13.8份、碳13.7份、铜6.5份、铝6.2份、锡2.8份、铋1.9份、铬2.2份、锆0.9份、锶0.42份、铱 0.51份、硅0.36份、铅0.17份、砷0.18份。4.一种高强度金刚线及其生产方法的生产方法，其特征在于:包括以下步骤:(1)将生铁与废铁按2.7:1.6的比例投入高温熔炼炉中熔化作为基础熔融铁水，将配料 碳钢加入高温熔炼炉中加热熔化形成钢液；(2)取样并对上述钢液中的碳、铜、铝、锡、铋、铬、锆、锶元素含量进行分析，然后根据需 要向所述钢液中加入配料铜锡合金、铝铋合金、铜铬合金、铜锆合金、铝锶合金；(3)将上述得到的再依次进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼，得到熔融的合金 钢液；(4)将熔融后的合金钢液冲入含铱、硅、铅、砷的铁合金配料的钢包内，使得碳、铜、铝、 锡、铋、铬、锆、锶、铱、硅、铅、砷的含量均在所述含量范围之内；(5)将上述得到的合金溶液冷却至350摄氏度后，压乳成合金钢条；(6)将合金钢条的表面进行打磨，去除因加热冷却形成的杂质层，打磨的厚度为1-1.5mm；(7)将打磨后的合金钢条升温至1250摄氏度后，将熔融的合金溶液倒入拉丝设备中进 行拉丝处理，拉丝过程中，拉丝温度为950摄氏度；(8 )将拉丝成品盘至线辊上，盘辊时，金刚线的夹持力保持在45巴。5.根据权利要求1所述的高强度金刚线的生产方法，其特征在于:所述步骤(7)中的升 温速度为每秒13摄氏度。
【文档编号】C22C37/10GK105950948SQ201610463771
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】周敏君
【申请人】江阴市宝能特种钢线有限公司