中国粉体网讯 金刚石线锯也称为金刚线，这种技术被成功地用于对硅块、陶瓷、花岗岩或贵重宝石等切割加工。早前的线锯母线和磨料不是一体，而是相互分开，线锯是由光滑的钢线和游离的磨料构成，将金刚石砂浆单独添加到母线和硅料接触的位置。游离磨料切割方法效率很差，对一些蓝宝石陶瓷等坚硬物质难以加工，需要切割的时间很长。人们将金刚石磨料用电镀工艺或树脂结合方式固定到金属线上，制成了固定金刚石线锯。电镀金刚石线锯就是通过电镀方式产生金属镀层，将溶液中悬浮的高耐磨性、高硬度的金刚石包裹在镀层中的复合电镀过程，是 一种线切割工具。
金刚石线锯成品图
金刚石线锯组成
生产金刚石线锯的原料由母线、电镀镀层和金刚石磨料组成。
金刚石线锯截面示意图
为了保证切割的顺利与切面的质量，线锯的母线需要具有不易绷断、抗弯折性好且柔软的性能，不易绷断是为了保证线锯的寿命，韧性与柔软性好是为了方便在滚筒上走线。母线表面金属的电极电位需要低于要电镀金属的电位，所以母线一般选用表面镀黄铜的钢丝。目前，线锯的母线直径都在40μm~400μm之间，不同线径的线锯用于切割不同的材料，依据要切割的产品不同所需要线锯的直径也不同，如35~45μm线锯常用于单晶硅的切割，50 μm线锯常用于多晶硅的切割，60~100 μm线锯常用于半导体的切割，100~200μm线锯常用于磁性材料的切割，200~250μm线锯常用于蓝宝石的切割，300~400μm线锯常用于硅晶体的切割。
电镀金刚石线锯的制造工艺
电镀金刚石线锯的制造工艺顺序为：前处理、预镀、上砂、加厚、后处理。
前处理主要包括对钢丝和金刚石微粉的预处理，母线的预处理需要经过砂纸的打磨除锈，碱洗除油污和酸洗除去氧化膜几步操作。磨粒的预处理通常是碱洗除去表面油污，有镀层的磨粒不能进行酸洗处理。
预镀是在母线上电镀一层很薄的镀层起到过渡作用，使磨料在母线上更牢固。
上砂是将金刚石微粉通过复合电镀的方法固结在钢丝上的过程，是金刚线制造中决定最终产品质量的重要步骤，直接影响到线锯的质量。上砂方法有很多种：一是埋砂法，埋砂法是把母线放在上砂槽底部，用金刚石磨料将母线全部埋住，与母线接触的金刚石磨料被电镀产生的金属镀层包裹在母线上。二是悬浮法，悬浮法是通过搅拌器在镀液中搅拌使金刚石处于悬浮状态，镀层在成长的过程中将悬浮于母线附近的金刚石固结起来。
加厚是使线锯表面镀层达到所需厚度，保证金刚石不易脱落。
后处理是指线锯要放入烘箱内的除氢防止氢脆，用滤纸或离心的方式分离镀液和金刚石，再回收储存处理。
金刚石线锯的应用
太阳能领域：
在太阳能领域，单晶硅硅棒或多晶硅硅锭的切方过程中，金刚石线发挥着至关重要的作用。传统的切割方式往往效率低下且精度难以保证，而金刚石线以其出色的硬度和耐磨性，能够实现高精度、高效率的切方操作。
在硅片的切片方面，金刚石线更是成为了主流的切割工具。其能够将硅锭切割成薄而均匀的硅片，且切片速度快、表面质量好。通过优化金刚石线的线径和张力等参数，可以使得硅片的厚度更加精确，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
用金刚石线绳锯机切割碳化硅陶瓷示意图
LED 领域：
在制造 LED 衬底时，金刚石线可以将蓝宝石晶棒切割成平整的薄片，满足 LED 芯片对衬底的严格要求。而且，金刚石线的使用可以有效减少切片过程中的崩边、裂纹等缺陷，提高蓝宝石晶片的良品率，降低生产成本。
其他领域：
在磁性材料方面，如钕磁石或铁素体磁石等的加工中，金刚石线能够应对这些材料的高强度和硬度。它可以精确地切割磁性材料，满足各种形状和尺寸的需求。在制造高性能电机的钕磁石部件时，金刚石线能够确保切割出的磁石具有精确的几何形状和良好的磁性能。
而在各种基板的切割中，金刚石线也具有广泛的应用。无论是玻璃基板还是陶瓷基板，金刚石线都能够提供高质量的切割效果。
参考来源：
王振豪，多层镀Ni金刚石磨粒的制备以及线锯 制造工艺的探究
陈勇彪等，金刚石线锯切割碳化硅陶瓷的机理与工艺研究
李靖华，线锯用人造金刚石微粉表面改性及应用研究
（中国粉体网编辑整理/留白）
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