超硬材料網(wǎng)

       前陣子，金剛線需求的爆發(fā)使許多光伏人措手不及，國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)爭(zhēng)先恐后趕搭新技術(shù)“快車”，傳統(tǒng)砂漿切割被拋卻腦后，皆因金剛線切割的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)：可大幅降本增效。

       金剛線和砂漿切割的基本區(qū)別

       金剛線是將金剛石采用粘接和電鍍的方式固定在直拉鋼線上進(jìn)行高速往返切削，而砂漿的切割方式是游離式的切割模式，靠懸浮液的懸浮碳化硅，再通過線網(wǎng)的帶動(dòng)，進(jìn)行磨削切割。

       金剛線分類介紹

       金剛線現(xiàn)主要分為兩大類型，分別為樹脂金剛線和電鍍金剛線兩種，另外還有釬焊等待商業(yè)化技術(shù)。

       電鍍金剛線和樹脂金剛線之處差別：

       1、金剛石顆粒的固定方式差異；

       2、金剛線顆粒數(shù)的差異；

       3、成品金剛線后破斷力的差異；

       4、成品線徑差異；

       因?yàn)殄儗雍凸潭ǚ绞降牟町悾瑯渲饎偩€采用的樹脂為包裹材料，減少對(duì)材料的負(fù)荷，繼而能夠?qū)TV、絲痕、損傷層降低至最小。

       如下圖所示為砂漿和樹脂金剛線切割的單晶表面，現(xiàn)在單晶已經(jīng)完全可以在樹脂金鋼線的單晶硅表面制絨，并不增加額外成本，并能夠提高0.1-0.2%轉(zhuǎn)換效率。

       樹脂金剛線切割的單晶硅片表面

       砂漿切割的單晶表面

       金剛線為什么能夠?qū)⑿侍嵘?/strong>

       金剛線的切割效率能夠較游離碳化硅切割提高分為以下幾個(gè)方面，

       固結(jié)方式，也就是帶來金剛石參與磨削的切割更多，同時(shí)也減少了磨料之間的相互磨損現(xiàn)象。

       金剛石硬度高，金鋼石的耐磨損強(qiáng)，都將大大延長(zhǎng)金鋼線的使用壽命。

       切割線速度高，金剛石與硅片接觸面積增大，金剛石線又將能承受高線速度帶來的其他不良，從而發(fā)揮高切割速度的優(yōu)勢(shì)。

       傳統(tǒng)砂漿的利用鋼絲的快速運(yùn)動(dòng)將含磨料的液體帶入到工件切縫中，產(chǎn)生切削作用。在切割過程中，碳化硅被沖刷下來，唯有持續(xù)進(jìn)行滾動(dòng)磨削，而減少切割效率。碳化硅的硬度9.5（莫氏），而金剛石硬度在10（莫氏）。金剛線切割線速度基本在15m/s,我們正常切割的砂漿線速度基本在9-11.5m/s。而若金剛線再做突破的話，就應(yīng)該是要更硬，同時(shí)兼有更好的自銳性（多晶金剛石），更穩(wěn)定的固結(jié)方式，更快的線速度。

       金剛線的斷線率為什么要低呢？

       首先我們排除非剛線質(zhì)量問題導(dǎo)致的斷線，比如設(shè)備故障、人員操作、耗材的更換、工藝的更變等幾個(gè)方面。單從剛線的品質(zhì)來說，金剛線母線的鋼材型號(hào)和普通砂漿切割使用的直拉剛線鋼材型號(hào)是存在一定差異之處的。從每公里采購(gòu)單價(jià)高于普通的砂漿直拉剛線，價(jià)格也即決定了品質(zhì)的差異。相對(duì)普通砂漿的直拉剛線加強(qiáng)了卷繞度破斷張力雜質(zhì)含量控制等一些關(guān)鍵性參數(shù)。

       同時(shí)在制線過程中，需經(jīng)過多個(gè)張力輪（固定張力做卷繞運(yùn)行的裝置）多次檢驗(yàn)，減少切割過程中斷線率低的一點(diǎn)也在于此。

       金剛線的切割不會(huì)對(duì)金剛線進(jìn)行損傷，根據(jù)實(shí)際切割檢測(cè)來看，剛線長(zhǎng)度600mm約2100片左右的剛線磨損之后，磨損量在5um，（而砂漿直拉剛線磨損基本在10-18um）也就是說，切割過程磨損的是只是鍍層和樹脂包裹層，還未接觸到剛線，所以對(duì)于載體剛線的來說，他的物理性能不會(huì)發(fā)生太大變動(dòng)，這也保證了整個(gè)切割過程的穩(wěn)定性。

       硅耗的最大程度降低

       這是金剛線明顯區(qū)別于傳統(tǒng)砂漿的切割重要一點(diǎn)，就是硅耗降低，簡(jiǎn)單說就是，用更少的硅料生產(chǎn)符合客戶要求片厚。因以固結(jié)的方式可以參與有效切割的金剛石較多，鍍層要比砂漿的混合體要小，刀縫損失也更少，生產(chǎn)加工過程成本的降低，方能讓光伏走進(jìn)入千家萬戶。

       金剛線切割的其他優(yōu)勢(shì)所在？

       金剛線可以有哪些增效的地方？

       切割效率高

       首先第一個(gè)切割效率高降低了設(shè)備廠房及一切折舊、單片人工加工成本。

       單片成本低

       金剛線替代了傳統(tǒng)砂漿的切割的碳化硅、懸浮液、鋼線，對(duì)比三項(xiàng)來說，、根據(jù)砂漿使用結(jié)構(gòu)線加線回收砂漿系統(tǒng)的單片控制在0.65元算比較前沿的，但不是每一家都可以達(dá)到這個(gè)程度，金剛線的電鍍線切割基本持平，樹脂金剛線還可以下潛1毛錢。

       品質(zhì)受控

       1、從品質(zhì)管控來說，砂線液是是必須分三家供應(yīng)商，如果在加上二級(jí)三級(jí)供應(yīng)商的話，三項(xiàng)輔材需要設(shè)置要達(dá)到6-12家，相對(duì)金鋼線將砂、線、綜合了，供應(yīng)商的減少也減少輔料波動(dòng)性，只需管控一家即可。

       2、切割過程中的斷線，是影響良品率的一大殺手。金剛線的母線采購(gòu)單價(jià)是高于普通直拉剛線幾倍的價(jià)格，對(duì)于直拉剛線的品質(zhì)要求也要更高，需要經(jīng)過多次上砂和清洗和修磨工藝。

       3、金剛線的制造過程，需要經(jīng)過多道金剛線拉力機(jī)的測(cè)試，并設(shè)立三道品質(zhì)檢驗(yàn)，分別從母線檢測(cè)、一次成品檢測(cè)、二次成品檢測(cè)、需對(duì)每卷線都會(huì)有一份相應(yīng)可追溯性檢測(cè)報(bào)告，對(duì)表面鍍層上砂顆粒數(shù)量、破斷拉力、突出量等一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。

       4、金剛線品質(zhì)的性能，另外還需要是大量建立實(shí)際切割數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，在提供給客戶應(yīng)用之前，現(xiàn)具有規(guī)模的金剛線廠家都會(huì)添加1臺(tái)或者多臺(tái)金剛線多線切割。建議一個(gè)具有可示范性、可復(fù)制的前沿技術(shù)推廣應(yīng)用的生產(chǎn)測(cè)試部門，對(duì)每批次剛線進(jìn)行切割和前沿技術(shù)的摸索，經(jīng)過了品質(zhì)檢驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)的測(cè)試雙向檢測(cè)。

       5、金剛線的生產(chǎn)是完全建立數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)，對(duì)于每卷線數(shù)據(jù)做到具有可追溯性，這也將品質(zhì)把控更提高了一步。

       環(huán)保

       環(huán)保處理費(fèi)用在現(xiàn)中國(guó)的時(shí)代，工廠對(duì)于環(huán)保的認(rèn)知還是太低了，砂漿的cod達(dá)到幾十萬，而金剛線切割液經(jīng)過純水稀釋加切割液cod在200-1000，對(duì)于污水的處理也將大大提升。

       硅耗降低

       潛在利于硅粉的回收再利用，回爐再利用，現(xiàn)在還在探索階段。