光伏电池用锯断钢丝生产技术及其性能

进步中的钢丝切断技术。现在的钢丝切断方式是：将油和砥粒的混合浆涂在钢丝上，形成走行加工的“游离砥粒钢丝”。这种方式可同时切断多片硅片且适应基板薄型化的趋势，但主要问题是废物产生量大。目前的切断方式正在向“固定砥粒钢丝”转变，即将金刚石砥粒以电镀镍固定在钢丝上。该法的优点是加工时间短、成本降低，且产出的废物大幅下降。但是，该方法所用的细径钢丝价格较高。

目前，多根钢丝的锯断装置、节约钢丝用量和减少钢丝负荷的研究以及用齿锯对木材切断般将钢丝角度边变化边切断的“摇动式”锯断方法都在研究开发中。

细径化高强化洁净化

向不断线锯断钢丝挑战。在使用锯断钢丝对薄片切断时，为缩短锯断时间并提高硅片的成材率，要求钢丝细径化，为保证硅片质量而高强度化。因此，需要开发供应极高强度的线材。目前一般多使用铁素体+珠光体（渗碳体以层状并列）组织、高含碳量（ 达到0.82%）的共析钢线材经细线加工而成。具体过程是：?准5.5毫米的热轧线材经氧化铁皮去除和皮膜处理后，再经干式拉伸、韧化处理、阳极镀层和湿法拉伸，最终产出直径为0.145毫米~0.250毫米的锯断钢丝。锯断钢丝最重要的要求是在使用中不得断线。以将156毫米的方硅锭锯断成0.3毫米的薄片为例，锯断钢丝长达10千米，切断时间长达数小时，若中途断线则材料全部报废。为确保高纯度硅锭的成材率，必须保证锯断钢丝不断线，且锯断钢丝要能够承受在薄片锯断时反复的弯曲应力和抗拉应力。

夹杂物控制是生产重点。锯断钢丝断线的主要原因有夹杂物、表面开裂和中心偏析等。为防止锯断钢丝断线，采取的最主要的措施是对夹杂物进行控制。因为线材中夹杂物的尺寸尽管仅数十微米，但仍旧能够造成断线，所以降低锯断钢丝中的夹杂物成为重要的课题。

线材中混入夹杂物的渠道主要有两大类。一类是在冶炼工序中由耐火材料混入，但高温钢水离不开耐火材料，因而只能使用难熔损的耐火材料避免夹杂物生成，特别是接触钢水处的耐火材料更应保持应有的强度和耐火性。另外一类是从钢水所含成分析出的夹杂物，其代表为硬质Al2O3等，它在热轧和冷加工中的延性也较差。因此，应尽量控制此类元素在钢水中的含量，并进一步研究减少夹杂物含量的技术。

作为夹杂物无害化的措施，降低夹杂物的熔点从而提高钢丝延性的技术也在开发和实用化中。锯断钢丝用线材中的夹杂物起源于渣中的CaO-SiO2-Al2O3系和脱氧生成物的MnO-SiO2-Al2O3系，两系的成分经热轧延伸后，夹杂物中的Al2O3含量达到20%左右。因此，通过对渣内成分的控制可以使Al2O3无害化。

同时，作为提高高强度线材质量的共通技术，防止表面缺陷、连续工序的控制技术和提高钢铁质量检查的精度等各种技术改造也十分重要。

钢铁产品中强度最高的线材。锯断钢丝的抗拉强度随钢丝直径的减小而变大，锯断钢丝抗拉强度和钢丝直径的关系见表。锯断钢丝被列为钢铁产品中强度最高的，因为现在使用的锯断钢丝的抗拉强度已提高到4000MPa级以上，而日本著名的明石海峡大桥用钢丝的抗拉强度也仅为1900MPa。