中國粉體網訊 金剛石線鋸也稱為金剛線，這種技術被成功地用于對硅塊、陶瓷、花崗巖或貴重寶石等切割加工。早前的線鋸母線和磨料不是一體，而是相互分開，線鋸是由光滑的鋼線和游離的磨料構成，將金剛石砂漿單獨添加到母線和硅料接觸的位置。游離磨料切割方法效率很差，對一些藍寶石陶瓷等堅硬物質難以加工，需要切割的時間很長。人們將金剛石磨料用電鍍工藝或樹脂結合方式固定到金屬線上，制成了固定金剛石線鋸。電鍍金剛石線鋸就是通過電鍍方式產生金屬鍍層，將溶液中懸浮的高耐磨性、高硬度的金剛石包裹在鍍層中的復合電鍍過程，是 一種線切割工具。
金剛石線鋸成品圖
金剛石線鋸組成
生產金剛石線鋸的原料由母線、電鍍鍍層和金剛石磨料組成。
金剛石線鋸截面示意圖
為了保證切割的順利與切面的質量，線鋸的母線需要具有不易繃斷、抗彎折性好且柔軟的性能，不易繃斷是為了保證線鋸的壽命，韌性與柔軟性好是為了方便在滾筒上走線。母線表面金屬的電極電位需要低于要電鍍金屬的電位，所以母線一般選用表面鍍黃銅的鋼絲。目前，線鋸的母線直徑都在40μm~400μm之間，不同線徑的線鋸用于切割不同的材料，依據要切割的產品不同所需要線鋸的直徑也不同，如35~45μm線鋸常用于單晶硅的切割，50 μm線鋸常用于多晶硅的切割，60~100 μm線鋸常用于半導體的切割，100~200μm線鋸常用于磁性材料的切割，200~250μm線鋸常用于藍寶石的切割，300~400μm線鋸常用于硅晶體的切割。
電鍍金剛石線鋸的制造工藝
電鍍金剛石線鋸的制造工藝順序為：前處理、預鍍、上砂、加厚、后處理。
前處理主要包括對鋼絲和金剛石微粉的預處理，母線的預處理需要經過砂紙的打磨除銹，堿洗除油污和酸洗除去氧化膜幾步操作。磨粒的預處理通常是堿洗除去表面油污，有鍍層的磨粒不能進行酸洗處理。
預鍍是在母線上電鍍一層很薄的鍍層起到過渡作用，使磨料在母線上更牢固。
上砂是將金剛石微粉通過復合電鍍的方法固結在鋼絲上的過程，是金剛線制造中決定最終產品質量的重要步驟，直接影響到線鋸的質量。上砂方法有很多種：一是埋砂法，埋砂法是把母線放在上砂槽底部，用金剛石磨料將母線全部埋住，與母線接觸的金剛石磨料被電鍍產生的金屬鍍層包裹在母線上。二是懸浮法，懸浮法是通過攪拌器在鍍液中攪拌使金剛石處于懸浮狀態，鍍層在成長的過程中將懸浮于母線附近的金剛石固結起來。
加厚是使線鋸表面鍍層達到所需厚度，保證金剛石不易脫落。
后處理是指線鋸要放入烘箱內的除氫防止氫脆，用濾紙或離心的方式分離鍍液和金剛石，再回收儲存處理。
金剛石線鋸的應用
太陽能領域：
在太陽能領域，單晶硅硅棒或多晶硅硅錠的切方過程中，金剛石線發揮著至關重要的作用。傳統的切割方式往往效率低下且精度難以保證，而金剛石線以其出色的硬度和耐磨性，能夠實現高精度、高效率的切方操作。
在硅片的切片方面，金剛石線更是成為了主流的切割工具。其能夠將硅錠切割成薄而均勻的硅片，且切片速度快、表面質量好。通過優化金剛石線的線徑和張力等參數，可以使得硅片的厚度更加精確，從而提高太陽能電池的光電轉換效率。
用金剛石線繩鋸機切割碳化硅陶瓷示意圖
LED 領域：
在制造 LED 襯底時，金剛石線可以將藍寶石晶棒切割成平整的薄片，滿足 LED 芯片對襯底的嚴格要求。而且，金剛石線的使用可以有效減少切片過程中的崩邊、裂紋等缺陷，提高藍寶石晶片的良品率，降低生產成本。
其他領域：
在磁性材料方面，如釹磁石或鐵素體磁石等的加工中，金剛石線能夠應對這些材料的高強度和硬度。它可以精確地切割磁性材料，滿足各種形狀和尺寸的需求。在制造高性能電機的釹磁石部件時，金剛石線能夠確保切割出的磁石具有精確的幾何形狀和良好的磁性能。
而在各種基板的切割中，金剛石線也具有廣泛的應用。無論是玻璃基板還是陶瓷基板，金剛石線都能夠提供高質量的切割效果。
參考來源：
王振豪，多層鍍Ni金剛石磨粒的制備以及線鋸 制造工藝的探究
陳勇彪等，金剛石線鋸切割碳化硅陶瓷的機理與工藝研究
李靖華，線鋸用人造金剛石微粉表面改性及應用研究
（中國粉體網編輯整理/留白）
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