硬脆材料切割用线锯钢丝开发及对其组织性能的研究

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1、硬脆材料切割用线锯钢丝的开发及对其组织性能的研究摘要切割加工是硬脆材料加工的关键工序，切割成本占硬脆材料加工近一半的成本。金刚石游离线锯是目前太阳能硅片切割的主要方式，切割用钢丝作为最为关键的耗材备受重视。通过冷拉拔变形获得高强度钢丝己成为制备切割钢丝的主要方式。随着硅片加工厚度的不断减小，对切割用钢丝的线径要求也越来越细，相应强度也越来越高。近年来，国内对高强度钢丝的制备较为重视，在钢丝盘条的生产也有所突破。但是，目前针对成品切割用钢丝(线径小于O．12姗)的研究还比较缺乏，国产钢丝存在不稳定等问题。因此，为了适应市场需求，本文致力于开发生产质量稳定、线径小强度

2、高的硅片切割用钢丝。本文在总结了国内外高强度钢丝生产研究状况的基础上，特别针对太阳能硅片切割用高强度钢丝进行了深入调查研究。主要研究包括：拉拔前钢丝组织结构分析，通过金相显微镜、扫描电镜对拉拔过程中组织观察分析，构建组织演化模型，研究钢丝拉拔强化过程，探讨强化机制，最终获得最佳生产工艺。研究结果表明，选用82A钢丝作为原料，其索氏体含量高达99％以上，钢丝从线径为0．893InⅡl最终拉拔成线径为O．12咖，总减面率高达98．2％，强度从1000Mp提高到近4000肝a。拉拔过程中，不同取向的索氏体片层组织通过扭转、弯曲、断裂等方式最终取向趋于拉i浙江1业大学硕士

3、学位论文拔方向，组织逐渐被拉长变形，细化，片层间距也相应减小，从最初的7卜120nm变成10一50nm。对于原取向平行于拉拔轴向或已取向完成的片层结构来说，片层间距与钢丝线径存在线性关系d。=(do／D。)×D。=d。exp(一￡／2)。随着拉拔应变的提高，钢丝的抗拉强度不断增加。强化过程分四个阶段，各阶段强化效果存在差异，其中，当1．20<￡<2．32，拉伸强度与应变量满足线性关系1n仃∞s。通过对回火温度，时效等研究，最终确定钢丝生产工艺：在组织取向未完成时￡

4、用200℃温度下，30min回火处理，强度较热处理前提高近5．4％，钢丝最终强度接近3800Mpa。关键词：高碳钢丝，索氏体，珠光体，拉拔变形，强化浙江工业大学硕士学位论文DEVELOPMENTONTHEHIGH．CARBONWlREFORCUTTINGHARD．BRITTLEMATERIALANDRESEARCHONTHEORGANIZATIONANDPERFORMANCEOFTHEWIREABSTRACTCuttingismekeyprocessofh2urd．brittlematerialprocessing，也ecostof吼Ittillgprocessi

5、ngaccoulltedfornearlyhalfmecost．Di锄ondwiresawis也emainformofsolarwaf打cmting．Therefore，mewireforcutting雒themostcriticalsuppliesisofconcem．Defonnedbycolddrawingtoobtaillhigh-s仃engmsteelhaSbecomemenlamformofpr印arationofcuttingwn．WithdecreaSingthemicknessofsiliconwafIer，wiredi锄eterisgettin

6、gsmaller，butthecorrespondings仃eng吐lisincreaSillg．Inrecemye2urs，Theresearchersa仕achedinlportancetot11epr印删ionofhi曲s仃engthsteelwire，and也eyhadbrea玉(缸ou曲inproductionofsteelwirerod．HoweVer，C1m．entlyin缸ishedwirefors012ufwaf．erclming(1inedi锄eterlessthanO．12mm)researchisstillrelatiVelylaCk．11

7、1addition，domesticsteelwireexistproblemssuchas浙江工业大学硕士学位论文unstable．7rherefore，inordertomeetthemarketdemand，thispaperisdeVotedtothedeVelopmentproductionqualitystable，t证ydiameter，highstren舀hwire．ThispapersurnmarizesdomesticpI．oductionofhigh—strengthsteelwires，especiallyin—depthreseaurch

8、highs