一种金刚线生产线的制作方法

本实用新型涉及金刚线技术领域，尤其涉及一种金刚线生产线

背景技术：

目前，在光伏领域里，单晶硅和多晶硅是常用的原料之一，目前国内最常用的切割硅的方法是应用金刚砂游离砂浆线锯，即在切割过程中，将金刚砂磨料加入到金属线和加工件之间产生切削作用，由于磨料处于游离状态，需要靠钢线的带动，因此切削效率和切削精度比较低，并且在切削过程中钢丝会与硅锭有接触，这样会造成钢丝的磨损和硅锭出现划痕，直接影响了钢丝的寿命和硅片的质量。

为了解决上述问题，固结磨料线锯备受关注，即为将金刚石磨粒通过一定的设备和工艺固结到基线的表面所形成的一种切削工具。此种线锯由于磨粒固结在基线的表面，在切割的过程中磨粒的自由度很小，可以更规律地在基线的带动下进行切割操作，提高了切割精度和效率，同时由于基线由磨粒包裹，所以基线几乎不会受到磨损，提高了整个线锯的使用寿命。

目前一般的企业通常将金刚砂通过树脂粘合的方式将金刚砂附着在钢线上的线锯，称为简称为树脂金刚线。该树脂金刚线被广泛应用于半导体、光伏产业等领域。但是由于采用树脂作为固化剂将金刚砂固定在基线上，在高速的切割中，树脂容易出现磨损，而且耐热能力差。如果超高速的切割，整条金刚线容易发热软化，金刚砂容易与基线剥离，直接影响了硅片表面的切割质量。由于现在硅片加工追求加工速度和质量，电镀金刚线锯较树脂金刚线锯而言，具有加工速度高，耐超高速加工所带来的温变，虽然加工波动率较树脂金刚线大，但是在工业加工中，电镀金刚线具有更大的使用范围。

目前电镀金刚线的生产设备和生产工艺所生产出来的金刚线，无论是金刚砂上砂附着在基线上的效果，还是整个生产线的生产速度均不尽人意，尤其是上砂效果不佳，使得电镀后的金刚线表面大小不均匀，而且金刚砂的附着效果不佳，直接影响后期的电镀效果，因此，改进现有金刚砂电镀加工的生产线是很有必要的。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单，上砂效果好，电镀稳固的金刚线生产线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种金刚线生产线，包括用于预处理基线线材表面污渍的预处理组、用于基线上砂的上砂组、用于将金刚砂固化在基线上的电镀组以及用于清洗金刚线的后处理组，所述预处理组、上砂组、电镀组及后处理组依次沿基线传送方向设置，且后处理组可收卷成品金刚线，所述上砂组包括用于电镀固化金刚砂在基线上的上砂筒以及用于为上砂筒循环上料的循环装置，所述循环装置的输出端连通上砂筒的下部，所述循环装置的输入端连接上砂筒的上部，所述电镀组可将金刚砂进行二次电镀固化在基线上。

作为上述技术方案的改进，所述上砂筒的两端均设有连接正极的导电轮，所述上砂筒的下部设有便于金刚砂附着在基线上的聚集管，所述聚集管的上部设有储砂筒，所述储砂筒内设有可释放镍离子的负极，基线通过导电轮自下向上穿行在上砂筒内。

作为上述技术方案的改进，所述循环装置的输出端设有两组，且分别连接聚集管下部及储砂筒下部，所述循环装置的输入端连接储砂筒上部，所述循环装置的输入端位于聚集管下方设有用于回收渗漏金刚砂的回收器。

作为上述技术方案的改进，所述电镀组上设有两组用于二次基线镀镍的导电筒，基线缠行在两组导电筒之间，所述电镀组位于导电筒的下方设有用于基线镀镍的镀镍池，两组导电筒之间的基线穿行于镀镍池之中，所述镀镍池连接外部电源正极，所述导电筒连接外部电源负极。

作为上述技术方案的改进，所述预处理组包括用于放送基线的放线器、用于去除基线上油渍的热脱洗槽、用于除去基线上锈渍的电解槽以及用于清洗基线的水洗槽，所述放线器、热脱洗槽、电解槽和水洗槽依次沿基线生产方向设置，所述水洗槽内设有连接外部电源的负极，所述水洗槽的出料端设有用于预镀镍的电镀槽，所述电镀槽内设有连接外部电源的正极。

作为上述技术方案的改进，所述放线器与热脱洗槽之间还有用于检测基线挠度的位移传感装置，所述位移传感装置设有钩挂在基线上的位移传感器，所述位移传感器可在竖直方向上进行滑动，所述位移传感器与放线器电性连接。

作为上述技术方案的改进，所述后处理组沿基线穿行方向依次设有热洗槽、冷洗槽、用于烘干金刚线的烘烤箱以及用于卷收成品金刚线的收线机，所述收线机上设有方便收卷金刚线的摆线器。

本实用新型的有益效果有：

本金刚线生产线采用预处理组、上砂组、电镀组及后处理组依次沿基线传送方向设置的布置方式，利用预处理组预处理基线，提高了金刚砂的附着效果以及后期的电镀效果，在上砂组上利用上砂筒电镀金刚砂附着在基线上，上砂筒的结构增强了金刚砂的附着能力，利用循环装置可以为上砂筒实现循环上料，即使补充金刚砂溶液，保证上砂稳固；在上砂完成后，利用电镀组可将金刚砂进行二次电镀固化在基线上，实现快速固化，电镀组在电镀过程中实现了连续电镀，而且保持电镀中镍的及时补充，整个过程加工方便；利用后处理组可以对电镀完成的金刚线进行最后加工，保证金刚线性能稳定。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的俯视图；

图3是本实用新型实施例中上砂组的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中电镀组的结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图4，本实用新型的一种金刚线生产线，包括用于预处理基线线材表面污渍的预处理组1、用于基线上砂的上砂组2、用于将金刚砂固化在基线上的电镀组3以及用于清洗金刚线的后处理组4，所述预处理组1、上砂组2、电镀组3及后处理组4依次沿基线传送方向设置，且后处理组4可收卷成品金刚线，所述上砂组2包括用于电镀固化金刚砂在基线上的上砂筒21以及用于为上砂筒21循环上料的循环装置22，所述循环装置22的输出端连通上砂筒21的下部，所述循环装置22的输入端连接上砂筒21的上部，所述电镀组3可将金刚砂进行二次电镀固化在基线上。本实用新型采用的是基线贯穿整个生产线进行成型金刚线的，采用该方式可以实现连续生产，基线传输过程简单。

其中，所述预处理组1包括用于放送基线的放线器11、用于去除基线上油渍的热脱洗槽12、用于除去基线上锈渍的电解槽13以及用于清洗基线的水洗槽14，所述放线器11、热脱洗槽12、电解槽13和水洗槽14依次沿基线生产方向设置，实现基线自动运转到下一设备中后，在该设备中自动实现加工。在本实用新型的一实施例中，热脱洗槽12和放线器11之间还设有采用纯水冲洗基线的一个清洗器，热脱洗槽12内采用含有除油粉的溶液在50-60℃的温度下进行清洗基线，方便出去基线上的油渍，提高后期的电镀质量，本实施例中除油粉为市场常用的即可；电解槽13内含有电解液，也是为市场常用的电解液，利用电解的原理可以快速除去基线表面的锈渍，防止有锈渍的基线在上砂和电镀过程使得金刚砂难以附着，以及后期成型的金刚线因为锈渍导致金刚砂剥落，影响质量。在本实施例中，电解槽13连接外部正极，热脱洗槽12是连接负极的，可以根据不同的污渍离子的特性，采用不同的带电离子进行去除，提高了除污的能力。在电解除锈后，利用水洗槽14进行清洗，除去电镀后基线所携带的电镀液，避免影响后期的加工。预处理具体的工作原理如下：将基线通过放线器11放线，依次经过热洗槽41、热脱洗槽12、电解槽13及水洗槽14，得到洁净的基线，再经过电镀槽15进行与镀镍；具体如下：步骤1.1、放线器11放送基线，放线速率为5-70m/s，该速率可以根绝实际生产的金刚线的规格进行调整；基线穿过位移传感装置16进入热洗槽41内采用纯水水洗基线，水洗温度为45-55℃；利用纯水进行冲洗，初步去除基线上附着的杂物。热水洗后的基线进入热脱洗槽12，热脱洗槽12连接外部电源负极，电压为5-8V，采用温度为40-55℃、含有质量百分比浓度为1％的除油粉溶液进行清洗基线；采用连接负极的方式进行去除油脂，提高了除油的能力。其次，将除油后的基线进入电解槽13进行电解除锈，电解槽13连接外部电源正极，电压为5-8V，基线穿过含有质量百分比浓度比为1％的电解粉溶液进行电解，电解粉溶液温度为40-55℃；接着，在水洗槽14内对电解后的基线进行清洗，具体为先采用连接负极的纯水在20-35℃进行清洗，电压为5-8V，然后采用温度45-55℃的纯水进行活化基线，再用连接负极的纯水在20-35℃进行清洗，电压为5-8V；采用阴极水洗，提高了清洗的效率。最后，水洗干净后的基线进入电镀槽15进行预镀镍，电镀槽15连接外部电源正极，电压为5-8V，采用质量百分比浓度为4％-7％的硫酸镍溶液进行电镀液。根据实际情况，硫酸镍可以替换为其他常用的镍盐溶液，可以根据实际情况的进行调整。

整个预处理的过程中，均采用的电压在5-8V之间，在该电压下，可以保证基线不会被损毁，同时各种工艺可以有效进行正常运行，本实用新型的实施例中优选5.5V；此外，电镀过程中的电流可以优选在100mA左右。

所述水洗槽14内设有连接外部电源的负极，利用负极进行清洗，加速清洗的速率。所述水洗槽14的出料端设有用于预镀镍的电镀槽15，所述电镀槽15内设有连接外部电源的正极，利用预镀镍，可以在基线表面预先附着一层金属镍，使得后期上砂的过程中，金刚砂容易附着在基线上。所述放线器11与热脱洗槽12之间还有用于检测基线挠度的位移传感装置16，所述位移传感装置16设有钩挂在基线上的位移传感器，所述位移传感器可在竖直方向上进行滑动，所述位移传感器与放线器11电性连接，利用位移传感器自身的重量，可以调节整条生产线上基线的挠度，可以及时控制放线器11根据基线的挠度进行调整放送的速度，保证基线在生产线上不会出现积线或者张力过大的现象。

此外，所述后处理组4沿基线穿行方向依次设有热洗槽41、冷洗槽42、用于烘干金刚线的烘烤箱43以及用于卷收成品金刚线的收线机44。热洗槽41和冷洗槽42均与外部循环管路进行连接，实现单独供给清洗液，由于金刚线的生产是整条基线贯穿在生产线上进行生产的，所以走线的速度是一致，为了提高清洗效率，热洗槽41和冷洗槽42内的清洗液的冲洗速度根据实际情况进行调整，本实施例中，热洗槽41和冷洗槽42所采用的清洗方式是纯水冲洗的方式，在热洗槽41和冷洗槽42的两侧设置进水口，电镀后的金刚线从热洗槽41和冷洗槽42，两个进水口从两侧进行冲洗金刚线。热洗槽41和冷洗槽42之间还设有支撑轮，方便金刚线的走线，避免与生产线的零部件硬接触，烘烤箱43采用金刚线穿过的设计，内部烘烤温度是90-120℃左右，可以采用热风直吹金刚线进行烘干，本实用新型中采用的是智能温控进行控制烘干温度，增加了自动化程度，在烘烤箱43两侧进行自动扫吹金刚线。所述收线机44上设有方便收卷金刚线的摆线器，摆线器的设计方便了收线机44在收卷金刚线的时候，防止金刚线堆叠在一起，由于整个金刚线的生产是贯穿设计的，所以收线机44的收卷速度是与放线器11的一致，由于生产线较长，基线在成型过程中会因为自身重力的原因，会造成基线在生产线中存积一部分，所以本实用新型的另一个实施例中，收线机44上也设计有位移传感装置16进行调控基线后半部分的张力，保证基线在成型为金刚线后不会因收线机44收卷速度跟不上而造成金刚线积压，导致金刚线混乱。

后处理具体如下：将电镀后的金刚线经过热洗槽41和冷洗槽42进行水洗除去表面污渍，经烘烤箱43烘干，得到成品镀镍金刚线将电镀后的金刚线经过热洗槽41进行热清洗金刚线，采用温度为65℃的纯水进行冲洗金刚线；将热清洗后的金刚线进入冷洗槽42进行冷清洗，采用温度为35℃的纯水进行冲洗金刚线；在冷清洗金刚线后，将金刚线穿过烘烤箱43进行烘干，烘干温度为120℃；收线机44将烘干完成后的金刚线进行卷收，卷收速率与放线器11的放线速率一致，收线速率为50m/s。在该实施例中，热洗槽41和冷洗槽42均可以采用喷射或者喷雾的清洗方式，烘干可以采用热风烘干的方式，也可以采用烘烤的方式。

参见图1至图3，所述上砂筒21的两端均设有连接正极的导电轮23，所述上砂筒21的下部设有便于金刚砂附着在基线上的聚集管24，聚集管24可以有效提高金刚砂与基线的附着能力，利用其内部的狭小空间促进金刚砂和基线附着；所述聚集管24的上部设有储砂筒25，所述储砂筒25内设有可释放镍离子的负极，通过导电轮23自下向上穿行在上砂筒21内，利用电解的原理，使得金刚砂表面的镍离子直接附着在基线上。所述循环装置22的输出端设有两组，且分别连接聚集管24下部及储砂筒25下部，采用两组供料，防止上砂的过程中，因为金刚砂的消耗而导致金刚砂的附着能力下降。所述循环装置22的输入端连接储砂筒25上部，所述循环装置22的输入端位于聚集管24下方设有用于回收渗漏金刚砂的回收器26。采用循环装置22可以为上砂筒21进行循环连续上砂，保证了上砂的稳定性。

上砂的工作原理如下：电镀有镍的基线从电镀槽15出来后从上砂筒21下部并从上部穿出，循环装置22为上砂筒21持续供给金刚砂溶液，使金刚砂均匀附着在基线上；基线进行预镀镍后经过下部的导电轮23从聚集管24下部进入，将基线从储砂筒25上端穿出，并绕过上部导电轮23；循环装置22输出端分别为聚集管24和储砂筒25供给金刚砂、硫酸镍和纯水按质量比5500:1：25混合形成的金刚砂溶液，金刚砂溶液温度为60℃；上部的导电轮23和下部的导电轮23均接通外部电源的正极，在储砂筒25内挂接可溶解的镍球，镍球连接外部电源的负极，两者电压差为5-8V。利用镍球进行补充金刚砂溶液中的镍离子，可以有效增强了上砂的效果，由于采用电镀附着，靠近基线的金刚砂所处的区域内的镍离子会优先聚拢在基线上，采用电解镍的方式进行补充镍离子，防止靠近基线的金刚砂溶液因为缺少镍离子而影响附着效果。

在本实用新型中的另外一个实施例中，对上砂完成后的基线进行清洗，采用温度为35℃的纯水进行清洗基线。利用纯水进行冲洗预镀镍完成的基线，可以去除基线上附着的溶液，防止影响后期上砂时的效果。

进一步参见图1、图2和图4，所述电镀组3上设有两组用于二次基线镀镍的导电筒31，基线缠行在两组导电筒31之间，所述电镀组3位于导电筒31的下方设有用于基线镀镍的镀镍池32，两组导电筒31之间的基线穿行于镀镍池32之中，所述镀镍池32连接外部电源正极，所述导电筒31连接外部电源负极。利用电镀组3可以将初次附着有金刚砂的基线在镀镍池32中穿行的时候进行二次镀镍，使得金属镍可将金刚砂稳固地包裹在金刚砂表面，使得金刚砂可以固化在基线上。镀镍池32不断补充镍离子进行电镀，可以通过自动传感器实现自动检测电解液中的镍离子，自动控制加料机构进行添加新的高浓度镍溶液。

本发明的电镀组3的工作原理如下：将上砂后的基线在两组导电筒31之间进行来回缠绕，且两组导电筒31之间基线穿过镀镍池32，通过电镀镍固化金刚砂在基线上得到金刚线；将上砂完成的基线在两组导电筒31之间进行来回缠绕，缠绕次数为4-6次，缠绕的基线不重叠；在镀镍池32中放入质量百分比浓度为4％-7％的硫酸镍溶液，可以选择为7％的硫酸镍溶液，两组导电筒31之间的基线从硫酸镍穿过，硫酸镍溶液温度为60℃；在导电筒31上连接外部电源负极，镀镍池32内连接外部电源正极，两者电势差为5-8V，在带有金刚砂的基线电镀完成后制得金刚线。

本实施例中，镀镍池32的两端是开设有缺口的，缺口上设有密封垫，两组导电筒31之间的基线可以从密封垫上穿过，而镀镍池32的内部的硫酸镍溶液不会流出，可以实现基线穿行在镀镍池32内，电镀过程可以持续吸收镍离子，可以固化金刚砂在基线上。电镀过程中的电流在电流可以优选在100±5mA，便于操控整个电镀过程。两组导电筒31中设有一组是主动轮，导电筒31的线速度与基线的传动速度一直，均为50m/s，由于生产线较长，基线在穿行的阻力大，采用这样的设计可以减少基线在穿行整个生产线的停滞。此外，采用主动轮的设计，可以稳定减少基线多次缠绕在两个导电筒31之间的缘故，避免基线绷断。本实用新型中均采用6V的电压设置。

本金刚线生产线采用预处理组1、上砂组2、电镀组3及后处理组4依次沿基线传送方向设置的布置方式，利用预处理组1预处理基线，提高了金刚砂的附着效果以及后期的电镀效果，在上砂组2上利用上砂筒21电镀金刚砂附着在基线上，上砂筒21的结构增强了金刚砂的附着能力，利用循环装置22可以为上砂筒21实现循环上料，即使补充金刚砂溶液，保证上砂稳固；在上砂完成后，利用电镀组3可将金刚砂进行二次电镀固化在基线上，实现快速固化，电镀组3在电镀过程中实现了连续电镀，而且保持电镀中镍的及时补充，整个过程加工方便；利用后处理组4可以对电镀完成的金刚线进行最后加工，保证金刚线性能稳定。利用该方法可以有效提高金刚砂在基线上的附着效果和均匀度，提高了电镀过程中，金刚砂在基线上的固化效果，保证了成品金刚线的质量。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。