微粉生產(chǎn)與切割應(yīng)用

微粉生產(chǎn)與切割應(yīng)用第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

目錄1.企業(yè)簡介2.磨料的定義3.碳化硅的冶煉4.微粉的定義及生產(chǎn)5.微粉的存放6.切割應(yīng)用烘砂7.微粉切割特性8.懸浮液的粘度9.砂漿的更換第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

公司簡介河南新大新材料股份有限公司成立于1997年，位于開封市精細化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)，是一家專業(yè)從事太陽能晶硅片、半導(dǎo)體線切割刃料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高新技術(shù)企業(yè)。同時公司提供晶硅片切割廢砂漿的回收再利用服務(wù)，是河南省第一批資源綜合利用新型企業(yè)。公司主導(dǎo)產(chǎn)品太陽能晶硅片切割刃料、半導(dǎo)體晶圓片切割刃料是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體芯片制備產(chǎn)業(yè)的專用切割材料，同時還廣泛應(yīng)用于工程陶瓷、研磨材料等領(lǐng)域。

第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二改進與革新

公司自主研發(fā)的“一種干式球磨分級設(shè)備”項目通過鑒定并獲得了“實用新型專利證書”。設(shè)備采用干法球磨機與氣流分級機相結(jié)合，對物體進行粉碎和預(yù)分級，使用其粉碎后的微粉顆粒形狀獨特，既沒有氣流磨粉碎的那么圓形尖角，也不同于雷蒙磨粉碎后的長條狀片狀，針狀，而是等積形有尖角，非常適合于研磨和切割。此形狀適合于做為切割晶圓電池片使用的專用刃料。2009年1月，新大新自主研發(fā)的“一種微粉濕法分級設(shè)備”項目亦通過中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局鑒定并頒發(fā)了“實用新型專利證書”。設(shè)備增加了內(nèi)溢流錐，其分級效率大大提高，可分級粒度范圍窄的產(chǎn)品分選時料漿濃度提高到１５％，同時縮短分級周期。作為一種機械設(shè)備，該設(shè)備解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)的微粉溢流設(shè)備普遍采用外溢流法生產(chǎn)而導(dǎo)致的分級效率低，分級的產(chǎn)品粒度范圍較寬，以及分級周期長，分選溢流出的料漿濃度低等缺陷。第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二產(chǎn)能與擴產(chǎn)第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二線切割微粉是一種高耗能的不可再生資源，同時污染也較為嚴重。我司一直在努力為提高線切割微粉的重復(fù)使用率進行不斷的研究和創(chuàng)新。為此我們也投入大量的資金，興建了高純度的冶煉廠，擴建回收生產(chǎn)線，研發(fā)新型破碎設(shè)備，使線切割微粉趕超其它發(fā)達國家，成為線切割微粉行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。為在發(fā)展中不斷的創(chuàng)新，更好的為貴司提供技術(shù)服務(wù)，我司聯(lián)合河南大學(xué)為提供更優(yōu)質(zhì)線切割產(chǎn)品研究試驗也在同步進行。

第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二磨料的定義在磨削、研磨和拋光中起切削作用的顆粒狀材料。磨料主要用于制造磨具，也可以直接用于某些研磨和拋光工作。磨料應(yīng)具有以下基本性質(zhì)：①較高的硬度②適當?shù)膹姸娶鄹邷胤€(wěn)定性④化學(xué)惰性第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二磨料的分類

磨料分為:天然磨料與人造磨料。天然磨料分為超硬磨料與普通磨料；天然超硬磨料：金剛石是目前已知最硬的物質(zhì)，摩氏硬度為10；普通磨料包括：石英砂、天然剛玉、石榴石、珍珠巖等其它磨料。人造磨料分為人造超硬磨料與人造普通磨料；人造超硬磨料：人造金剛石、立方氮化硼；普通人造磨料分為剛玉類和碳化物類，剛玉：棕剛玉、白剛玉、黑剛玉；碳化物類：綠碳化硅、黑碳化硅、碳化硼。第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二碳化硅的冶煉

碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種。碳化硅分子式為SiC，碳化硅是典型的共價鍵結(jié)合的化合物，它有α和β兩種晶型，即立方型和六方型。立方型稱為β—SiC，它是在1800℃—2000℃形成，屬低溫產(chǎn)物，主要用于微型軸承的超精研磨。六方型稱為α—SiC，它是在2000℃以上形成的。碳化硅在一個大氣壓下的分解溫度為2400℃，無熔點。第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二冶煉生產(chǎn)線第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

微粉的概念粒徑小于63微米的磨料稱為微粉。一般根據(jù)在水或氣流中沉降的方法分級。微粉通常以眾多磨粒組成的“粒群”為產(chǎn)品，磨料粒度粗細，對被磨工件的表面質(zhì)量和加工效率有很大影響。當工件的加工余量大，要求提高加工效率而不要求高的表面質(zhì)量時，可選用較粗粒度；反之，應(yīng)選用較細粒度。第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二微粉生產(chǎn)流程破碎加工化學(xué)處理粒度砂精破碎提純水力分級單粒度號干燥篩菘精篩菘包裝發(fā)貨第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

1.球磨2.氣流磨3.雷蒙磨4.攪拌介質(zhì)磨碳化硅微粉的制粒第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二粒度分選1.水選

虹吸溢流2.分選

干式分級第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二產(chǎn)品特色公司擁有自主研發(fā)的國內(nèi)外領(lǐng)先的生產(chǎn)設(shè)備、工藝技術(shù)，生產(chǎn)規(guī)模化、專業(yè)化，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，形成競爭優(yōu)勢。1.顆粒高效磨削切斷力：①粉碎方法特制②圓形度良好

＞提高切斷加工性能＞回收利用效果良好，并增加回收次數(shù)2.質(zhì)量穩(wěn)定以水力分級技術(shù)，不添加其它化學(xué)分散劑，維持碳化硅粒度分布合理。3.顆粒分散性能高

利用軍工技術(shù)，超聲波分散，提高分體與切削液良好混配，砂漿流動性、懸浮性明顯增強。第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二碳化硅微粉的存放

根據(jù)碳化硅的特點以及線切割的要求，在碳化硅微粉的存放上我們建議：（1）存放日期：線切割用的碳化硅微粉最佳使

用期為4個月以內(nèi)；

（2）存放的環(huán)境應(yīng)干燥、通風(fēng)；（3）存放、攪拌、使用的環(huán)境溫度不能相差太大，否則會影響砂漿的料性；

（4）存放的環(huán)境應(yīng)該清潔，地面不能有雜物，尤其不能有建筑用河沙等堅硬的顆粒物存在；

（5）使用時應(yīng)遵循先進先出的原則用料，應(yīng)避免長時間放置。第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二下面就結(jié)合我售后服務(wù)時積累了相關(guān)資料和切割刃料自身獨有的特性，和各位工程師探討一下“欲使切割刃料發(fā)揮其最大的優(yōu)勢”應(yīng)注意的一些問題，這些內(nèi)容與貴公司現(xiàn)行的操作工藝或許有些出路，所以僅供貴公司參考，旨為共同探索優(yōu)化我們的操作工藝。第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

烘干注意事項（1）操作人員穿好工裝，打開烘箱門；（2）把切割微粉打開包裝口，口向上放入烘箱，在打開切割微粉袋子時謹防有異物混入；（3）要有專人定時對烘箱的溫度進行觀測和記錄；（4）把烘干好的切割微粉一次性均勻投入到攪拌機內(nèi)進行攪拌。根據(jù)具體工藝一次不能攪拌完，剩余的切割微粉應(yīng)該放置在烘箱內(nèi)，與下批料一起重新烘干再使用。嚴禁把烘干后的原料不加任何防護措施，裸放于空氣中；

其它注意事項（1）特別注意在打開切割微粉袋子時不能有異物混入；（2）在從烘干箱取料時注意操作規(guī)程，小心燙傷；（3）烘干溫度不能超過120度，注意紙袋包裝的理論燃點；第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二碳化硅微粉不要過早的打開其防水包裝—收縮膜的纏繞、上下紙墊、紙袋等。給料方式-在向攪拌桶投料時最好用螺旋給料裝置，或者用真空泵抽取裝置；如果采用人工直接投料工藝，要確保每袋碳化硅微粉都是均勻的投入到料桶當中去，嚴禁把整袋碳化硅微粉一下子全部投入。

保持包裝清潔-

在投料時，不能把裝有碳化硅微粉的紙袋直接放在地面上，不能直接用腳踩踏碳化硅微粉的包裝，以免刃料被污染。

-投料環(huán)境盡可能為密封，不要把已經(jīng)打開包裝的刃料長時間的裸放于空氣當中。造成空氣中雜質(zhì)的侵入。

-爛包裝的刃料盡量不使用，爛包裝后可能已經(jīng)混入雜質(zhì)，影響切割效果，造成不必要的損失。

-料漿使用中應(yīng)控制好使用工具，禁止交叉使用而造成二次污染。碳化硅微粉的投料；第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二碳化硅微粉使用在使用過程中要防止二次污染：（1）投料車間溫度控制在25度，相對濕度40％以下；（2）投料環(huán)境為密封的，這樣不易隨空氣流動落入大的顆粒物。（3）爛包裝的刃料不使用，爛包裝后可能已經(jīng)混入其它異物。（4）料漿使用中應(yīng)控制好使用工具，防止交叉使用污染。（5）備投料漿避免存放時間過長，過長會產(chǎn)生團結(jié)物，也會形成假性顆粒，會給線切割帶來影響。第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二晶硅片切割應(yīng)用碳化硅微粉是最主要用于多線切割機上的磨料之一，適合于切割比較硬而且脆的材料。線切割是由導(dǎo)輪帶動細鋼線高速運轉(zhuǎn)，由鋼線帶動砂漿形成研磨的切割方式。在線切割機的切割過程中，懸浮液夾裹著碳化硅磨料噴落在細鋼線組成的線網(wǎng)上，依賴于細鋼線的高速運動，把研磨液運送到切割區(qū)，對緊壓在線網(wǎng)上的工件進行研磨式切割，隨著碳化硅磨料對工件的一次次刻劃，逐漸把多余的材料帶走，是一種類似于研磨的滾動刻劃的方法，這種機制也被稱為：自由研磨切割加工。第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二切削的主要因素

由懸浮液以及碳化硅組成的砂漿中碳化硅的切割能力、細鋼線的張力、細鋼線運行速度和工件進給速度（工件緊壓在細鋼線上的下降速度）是影響刻劃的主要因素。細鋼線的高速運動促使懸浮液攜帶著帶有棱角的碳化硅顆粒以不斷滾動的方式進入切割區(qū)，從而產(chǎn)生很強切削能力，而且由于細鋼線上加有一定的張力，使碳化硅磨料一般只沿鋼線運動的方向逐漸對工件進行一次次刻劃，使工件沿細鋼線的縫隙被切成一個個薄片，碳化硅磨料對細鋼線側(cè)向影響很小，所以薄片表面并看不到切割痕跡。第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二碳化硅微粉的切割性碳化硅微粉是自由研磨切割加工。Si的摩氏硬度6.5，SiC的摩氏硬度9.2~9.5，鋼絲的摩氏硬度5第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二砂漿切割能力

因為線切割是研磨式切割，因此砂漿的切割能力是決定切割質(zhì)量的主要因素。砂漿是由懸浮液和碳化硅按一定比例配制而成的混合物，衡量砂漿切割能力的條件主要包括砂漿的配比、砂漿的粘度、碳化硅的粒度分布、碳化硅的粒型等因素，而且這些因素都不是容易量化的，大部分只能靠經(jīng)驗來判斷。第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

懸浮液的粘度粘度是懸浮液的流變特性的衡量指標，它顯示了懸浮液的流動特性，在線切割過程中碳化硅磨料是以與懸浮液組成的砂漿混合物的形態(tài)傳輸，懸浮液是碳化硅跟隨鋼線進入切割區(qū)的主要載體。第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

粘度是切割液的流變特性，它顯示抗流動性，在線切割中磨料是以切割液的形態(tài)傳輸。所以，切割液的流變力在切割中起主要作用。1.切割液阻止磨料在儲料箱中沉淀；2.在被泵抽到切割機上的時候沉淀；3.能夠使切割液輕易地被抽到金屬線上，粘度要低切割液在切割區(qū)和泵抽系統(tǒng)，應(yīng)該有一個低粘度從而提高剪切率。降低粘度，提高線速，細磨料的切割效率會提高。

可以通過測量粘度來監(jiān)測適當?shù)哪チ戏稚⒑突旌稀Ｕ扯仍诓粩嗟南陆抵钡剿械哪チ戏稚⒑?。因為，成團的顆粒和大顆粒一樣會引起擦傷，通過粘度來控制沙漿是否分散均勻。第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二更換砂漿及注意點更換砂漿時一定要使用過濾袋，根據(jù)切割后砂漿的比重確定砂漿的更換量，一般在更換5次以下砂漿時要求的更換量在130---140Kg左右，5次以上砂漿時要求的更換量在150Kg左右，以控制砂漿中雜質(zhì)的比例和SiC的含量。注意點：1、砂漿的潔凈度對于硅片切割的質(zhì)量有很大的影響，如果砂漿中有較多雜質(zhì)，最直觀的就是硅片會有線痕或輕線痕，因此在整個操作過程中保持砂漿的潔凈度是非常重要的。2、砂漿的比重對于切割的效率和切片質(zhì)量有至關(guān)重要的影響，所以一定要配制比重準確的砂漿。切割的原理是用鋼絲帶動