悄然兴起的环形金刚石线锯
- 环形金刚石线锯是将金刚石磨粒固结于环形钢丝基体上的一种切割工具，锯丝为环形。使用时一般缠绕到几个导轮上进行单向循环切割，切割过程中无需换向，切割速度高，切缝窄,切片表面平整，能切割大尺寸工件，对环境污染小。
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环形金刚石线锯的应用领域和优势
目前，环形金刚石线锯主要用于切割太阳能光伏晶片、晶圆芯片、蓝宝石、人工晶体和陶瓷靶材等材料和敏感材料的精密切割，应用范围广泛，且规模大，具有良好的发展前景。
环形金刚石线锯的加工方式分为树脂和电镀两种，其中树脂结合剂金刚石线锯具有成本低、制备速度快等优点，但其耐磨及耐热性较差、磨料把持力较低。电镀金刚石线锯是将金刚石微粉用复合电镀的方法固结在钢丝基体上，具有耐热及耐磨性高、切缝窄、切割面形精度高等优点，一般采用电镀的方式比较普遍。
那么环形电镀金刚石线锯到底有何优势呢？
01 切割速度提升
环形金刚石线不同于传统的往复式金刚石线切割，环形线可实现高速切割，切割速度可以提高到原来的两倍以上，耗时减少，节省时间。
02断线率低
超长金刚石线在回线时减速和加速太快容易造成跳线，导致断线，给切割带来极大的不便。然而环形金刚石线锯不存在回线问题，切割过程中断线率要远远低于其他金刚石长线锯产品，在很大程度上节约了换线成本，使得切割效率大大提升，效率的提升不仅来自回线时间的节省，而是环形线的线速极高在高线速度的作用下，切割速度也必将有倍数的增长。
03 应用范围广
环形金刚石线锯不但能够对硅晶体等硬脆材料进行精密切割，还可以实现成型加工，切片薄、效率高、加工表面损伤小、节约材料，尤其适合于宝石、水晶、大尺寸硅晶体等贵重材料的切割。
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环形电镀金刚石线锯的制作技术
1、线基体材料的选择
环形电镀金刚石线锯制作的关键是基体材料的选择。基体材料必须有足够的抗拉强度和抗疲劳强度，弹性变形范围大，塑性变形小，具有优良的焊接性能和外形精度。65Mn材料强度高，但在切割时容易引起锯丝振动，具有过热敏感性和回火脆性，焊接性能差。PVC 钢丝基体材料具有良好的吸振性能但制造工艺复杂。不锈钢丝和琴钢丝抗拉强度高，线柔性佳，在耐磨性和疲劳寿命方面都有良好的表现，往往被采用。
2、焊接是环形电镀金刚石线锯制作的关键工序
焊接是环形电镀金刚石线锯制作的瓶颈。环形金刚石线锯不仅要切割工件，还要传递动力并承受冲击振动，焊接处应具有较高的抗拉强度和疲劳强度。电阻焊的原理是在焊接件两端形成低电压大电流，通过焊接接触面间产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态,再施加压力形成焊接接头的方法。电阻焊操作简便，接头外形光滑，焊接强度高，特别适合焊接金属材料。要想得到高质量的焊接接头还需进一步研究新型精密焊接设备。
3、 金刚石电镀的处理步骤
金刚石电镀包括镀前预处理，预镀，上砂，加厚镀和后续处理五个步骤。
01预处理
电镀前需对锯丝基体进行预处理,其目的是清除锯丝表面的油污和氧化层。
02预镀
对锯丝基体预镀镍可提高镍的覆盖能力，增大底层与基体的结合面积，并有利于获得光滑平整的镀层，同时还可以阻止基体发生“氢脆"现象。
03上砂
可采用埋砂法。磨粒使用前要用浓硝酸浸泡，以增加金刚石磨料的亲水能力，再用清水冲洗，然后浸泡于镀液中备用。
04加厚镀
上好砂后将锯丝小心地移入加厚镀槽中进行加厚。
05脱氢处理
电镀时，在阴极上伴有氢离子还原反应，部分以氢气放出、另一部分以氢原子的形态渗入基体及镀层的晶格点阵中，使镀层的韧性下降，发生“氢脆”。因此，电镀完成后需要进行脱氢处理。
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环形金刚石线的发展前景
近年来，国产金刚石长线锯在单晶硅、多晶硅切片开方及蓝宝石切片方面发展迅速，环形金刚石线锯也悄然紧随其后，依靠线速度快，切割效率高等独特优势，很多超硬材料企业大力投入环形金刚石线项目，随着太阳能光伏材料普遍应用和其他新材料应用的不断创新研发，金刚石线切割应用的种类与范围亦在扩大。
现在作为新型切割设备的环形金刚石线已然成为材料切割市场不可或缺的一种切割方式，目前，国内多家硅晶片生产企业已经用上环形金刚石线截断机，环形金刚石线，克服了带锯的加工难点，逐渐替代带锯机，以服务于光伏企业进一步提高晶片生产效率，降低成本。
参考文献：《环形电镀金刚石线锯研究应用浅析》刘莹，王进保
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