專利名稱：一種切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料中非金屬夾雜物的檢測方法，具體地涉及切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法。
背景技術：
切割鋼絲是利用含碳量較高的鋼線材加工而成的特種鋼絲，其直徑只有70 μ m-160 μ m，它具有優異的穩定性、均勻性及精度和強度等眾多特點。切割鋼絲的切割損失小，同時又較高的切割率和更加平整光滑的切割面，在半導體切割、集成電路切割、水晶切割等高精度硬脆產品的切割中有重要的應用價值。在切割過程中，多線切割由于其更高效、切割損失更小以及切割精度更高的優勢，對于切割貴重、超硬材料有著巨大的優勢，近十年來已逐步取代傳統的內圓切割成為硅片切割加工的主要方式。但是，多線切割需要較高的切割成功率，如果出現斷絲等狀況，就會導致切割材料報廢，造成較大的損失。 眾所周知，切割鋼絲中的非金屬夾雜物氧化鋁(Al2O3)和尖晶石(MgO Al2O3)是導致其使用過程中失效的主要原因，故在使用之前對切割鋼絲中的非金屬夾雜物進行檢測是非常必要的。目前，鋼中非金屬夾雜物的檢測方法很多，可分為宏觀和微觀兩類宏觀方法包括X射線或Y射線檢查、磁粉檢查、超聲波探測以及硫印法。微觀方法包括金相法、分離法(電解法、物理法和化學法3種)。但是，這些檢測方法僅為抽樣檢測，不能夠對所有切割鋼絲產品中的非金屬夾雜物在使用前進行行之有效的檢測，只好將非金屬夾雜物并不能完全明確的切割鋼絲置于多線切割設備上進行切割。如發生冶煉質量不穩定等情況，將會造成較大的損失。結合生產實際要求，所以必須對所有的切割絲產品在使用之前進行檢測，且必須要滿足下面要求
(1)對于質量合格的切割鋼絲，檢測過程中不能降低切割鋼絲的質量，更不能損壞產
品;
(2)對于質量不合格的切割鋼絲，檢測后可以損壞或變形。
發明內容
為了解決切割鋼絲中夾雜物檢測的問題，本發明提供一種在切割鋼絲上施加設定電流強度的瞬間脈沖電流的方法。這種方法檢測成本較低，速度快，能夠準確確定夾雜物存在的位置及對所有切割鋼絲在使用之前進行檢測且對質量合格的切割鋼絲不會造成質量降低。本發明切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法包括以下步驟
a、采用合適的夾持方式，在一定長度的的待測切割鋼絲上施加設定強度的脈沖電流；
b、如果切割鋼絲沒有損壞或者變形且沒有溫度異常點，對鋼絲的下一段繼續進行測量，直至整根鋼絲測量完畢仍未發現損壞或者變形且沒有溫度異常點，則切割鋼絲符合要求；如果發生損壞或者變形或者存在溫度異常，對鋼絲進行報廢或者降級處理。夾持方式可以為專用夾具、也可以是拉絲設備上的輥子。脈沖電流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脈沖或直流負脈沖或直流比例脈沖或直流間隔脈沖或直流計數脈沖波形。脈沖電流的密度由脈沖電流的密度由切割鋼絲的熱容和電阻率以及切割鋼絲的直徑及可允許的最大溫升和非金屬夾雜物的最大直徑五個因素確定，具體范圍為20A mm 2-1010A mm2。脈沖電流的作用時間由切割鋼絲的理化特性確定，具體范圍為10_8s_lh。脈沖電流的頻率為50Ηζ-1ΜΗζ。
可以采用紅外線成像技術實時觀測切割鋼絲的各部位溫度變化，在存在非金屬夾雜物的區域，其表面溫度升高異常快，該發明能夠精確的確定切割鋼絲中的非金屬夾雜物存在的位置。本發明不僅僅局限于對切割鋼絲中夾雜物的檢測，采用該技術能夠對金屬線材中的非金屬夾雜物進行檢測。
圖I脈沖電流檢測裝置 圖2脈沖電流曲線
圖3檢測不合格切割鋼絲的斷面圍觀結構
具體實施例方式實施例I
采用圖I檢測裝置測量直徑為100 μ m的切割鋼絲，其夾具間的距離為300m。根據切割鋼絲的理化性能指標要求，合格的切割鋼絲必須能夠承受如圖2所示脈沖電流。檢測后發現切割鋼絲在106m位置爆裂，其熔斷斷口的微觀結構如圖3所示，在斷口上，存在直徑約為7 μ m的非金屬氧化物夾雜，故該切割鋼絲產品不符合要求。實施例2
采用圖I檢測裝置測量直徑為100 μ m的切割鋼絲，其夾具間的距離為300m。根據切割鋼絲的理化性能指標要求，合格的切割鋼絲必須能夠承受如圖2所示脈沖電流。檢測后發現切割鋼絲無損壞且紅外線測溫儀器未發現溫度異常點。繼續測量，在695米發現溫度異常升高但未損壞，故該切割鋼絲進行降級處理。實施例3
采用圖I檢測裝置測量直徑為100 μ m的切割鋼絲，其夾具間的距離為300m。根據切割鋼絲的理化性能指標要求，合格的切割鋼絲必須能夠承受如圖2所示脈沖電流。檢測后發現切割鋼絲無損壞且紅外線測溫儀器未發現溫度異常點。繼續測量，整根2000m切割鋼絲都未發現損壞且溫度異常點，故該切割鋼絲為合格產品。
權利要求
1.一種切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征在于包括以下步驟 a、采用合適的夾持方式，在一定長度的的待測切割鋼絲上施加設定強度的脈沖電流； b、如果切割鋼絲沒有損壞或者變形且沒有溫度異常點，對鋼絲的下一段繼續進行測量，直至整根鋼絲測量完畢仍未發現損壞或者變形且沒有溫度異常點，則切割鋼絲符合要求；如果發生損壞或者變形或者存在溫度異常，對鋼絲進行報廢或者降級處理。
2.按照權利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征在于脈沖電流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脈沖或直流負脈沖或直流比例脈沖或直流間隔脈沖或直流計數脈沖波形。
3.按照權利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征在于脈沖電流的密度由切割鋼絲的熱容和電阻率以及切割鋼絲的直徑及可允許的最大溫升和非金屬夾雜物的最大直徑五個因素確定，具體范圍為20A IrniT2-IOwA mm_2。
4.按照權利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征在于脈沖電流的作用時間由切割鋼絲的理化特性確定，具體范圍為10_8s-lh。
5.按照權利要求I所述的切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征在于脈沖電流的頻率為50Ηζ-1ΜΗζ。
全文摘要
一種切割鋼絲中非金屬夾雜物的檢測方法，其方法包括a、采用合適的夾持方式，在一定長度的待測切割鋼絲上施加設定強度的脈沖電流；b、如果切割鋼絲沒有損壞或者變形且沒有溫度異常點，對鋼絲的下一段繼續進行測量，直至整根鋼絲測量完畢仍未發現損壞或者變形且沒有溫度異常點，則切割鋼絲符合要求；如果發生損壞或者變形或者存在溫度異常，對鋼絲進行報廢或者降級處理。這種檢測方法能夠對所有切割鋼絲在使用之前進行檢測，且對質量合格的切割鋼絲不會造成質量降低。具有檢測成本低，速度快，效率高，非金屬夾雜物定位準確的優點。
文檔編號G01N27/00GK102944579SQ201210487830
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者戴文斌, 王新麗, 于景坤 申請人:東北大學