作為切割太陽(yáng)能硅片的專用材料,近年來(lái)隨著清潔能源太陽(yáng)能光伏組件的高速發(fā)展,切割硅片用電鍍黃銅鋼絲受到普遍關(guān)注。多線切割技術(shù)以其效率高、切割縫隙小、硅片損失少、切割精度高等優(yōu)點(diǎn)成為硅片切割加工的主要生產(chǎn)方式,其一次性消耗品———切割硅片用電鍍黃銅鋼絲(以下簡(jiǎn)稱切割鋼絲),成為金屬制品行業(yè)的一個(gè)新品種。

該產(chǎn)品質(zhì)量要求高,而且對(duì)生產(chǎn)裝備、原輔材料要求也高,生產(chǎn)難度大,管理要求嚴(yán)格。切割鋼絲產(chǎn)品開發(fā)較早、質(zhì)量較為穩(wěn)定并形成批量生產(chǎn)的國(guó)外供應(yīng)商主要有貝卡爾特、東京制鋼、金井特線等公司,我國(guó)主要有凡登(常州)新型金屬材料有限公司、常州得一、江蘇興達(dá)、河南恒星等企業(yè)。但是,由于該產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),用戶和生產(chǎn)企業(yè)主要根據(jù)訂貨要求或者以生產(chǎn)企業(yè)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)來(lái)組織生產(chǎn)和銷售。

隨著我國(guó)切割鋼絲行業(yè)的發(fā)展,行業(yè)迫切需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范生產(chǎn)、銷售和客戶使用的秩序,避免質(zhì)量糾紛。為此,業(yè)內(nèi)的行業(yè)專家、切割鋼絲用戶單位起草編制了國(guó)內(nèi)第一部切割硅片用電鍍黃銅鋼絲行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并且冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院去年已對(duì)標(biāo)準(zhǔn)審定稿進(jìn)行審定,形成了標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿。業(yè)內(nèi)人士指出,該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的成立,將有利于規(guī)范該產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用,使得企業(yè)得以按照標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)開發(fā)切割鋼絲產(chǎn)品,提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平,滿足行業(yè)需求。同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)范切割鋼絲產(chǎn)品市場(chǎng)和企業(yè)公平競(jìng)爭(zhēng),以及對(duì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)等將產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。

對(duì)切割鋼絲產(chǎn)品制造、指標(biāo)等的規(guī)定

據(jù)悉,該標(biāo)準(zhǔn)以我國(guó)切割鋼絲的生產(chǎn)、使用實(shí)際情況為主要依據(jù),充分考慮客戶對(duì)切割鋼絲的要求。對(duì)在硅片切割企業(yè)有應(yīng)用且已申請(qǐng)專利,但實(shí)際使用量非常少的品種規(guī)格,該標(biāo)準(zhǔn)暫時(shí)不予列入。

產(chǎn)品的標(biāo)記方法。標(biāo)記方法主要是根據(jù)行業(yè)內(nèi)通常的稱呼,規(guī)定鋼絲的標(biāo)記方法。因?yàn)殇摻z直徑較小,統(tǒng)一以微米(μm)做標(biāo)記單位。標(biāo)記方法為SWD,其中SW代表切割鋼絲的英文縮寫(Sawingwire),D表示公稱直徑,單位為μm,比如SW120表示公稱直徑為120μm的切割鋼絲。

產(chǎn)品直徑和允許偏差的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外在實(shí)際硅片切割中的使用情況和生產(chǎn)條件來(lái)看,現(xiàn)在使用的鋼絲最小直徑為90μm,通常產(chǎn)品直徑為100μm~140μm,生產(chǎn)技術(shù)可以達(dá)到80μm,因此將鋼絲公稱直徑范圍定為80μm~350μm。從客戶使用的工藝條件和使用情況可以發(fā)現(xiàn),切片公稱直徑允許偏差為±3μm,這一偏差可以滿足目前國(guó)內(nèi)行業(yè)的正常生產(chǎn)需要。此外,鋼絲的不圓度(指圓形金屬材橫斷面上最大與最小直徑的差值)應(yīng)不大于3μm。

產(chǎn)品的外形和長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)要求。切割鋼絲比較細(xì),在切割過(guò)程中斷線會(huì)給用戶帶來(lái)較大損失,為將切割鋼絲的斷線風(fēng)險(xiǎn)降到最低,所以不允許對(duì)切割鋼絲進(jìn)行焊接,不允許外觀存在相應(yīng)的缺陷。具體相關(guān)要求有:鋼絲應(yīng)平整、緊密、均勻地纏繞在線軸上,無(wú)排線不良等缺陷;線軸中的鋼絲由一根鋼絲組成,不允許有焊接頭存在;鋼絲外觀應(yīng)該呈現(xiàn)金黃色、均勻連續(xù)的鍍層,不應(yīng)該有漏鍍或明顯色差存在;鋼絲表面應(yīng)光滑、無(wú)折彎,不得有銹蝕、油漬。

在鋼絲的長(zhǎng)度方面,如果切割鋼絲長(zhǎng)度小于設(shè)定要求,在切割硅片時(shí),會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)中斷和不良產(chǎn)品的產(chǎn)生,造成較大損失,因此對(duì)長(zhǎng)度要求嚴(yán)格,不能出現(xiàn)負(fù)偏差。不過(guò),由于切割機(jī)型不同,且不同客戶工藝也有不同,需要的長(zhǎng)度會(huì)有較大差異,很難給出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此,該長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定,在合同中注明。

產(chǎn)品訂貨內(nèi)容和技術(shù)等要求。為避免訂單規(guī)格和基本要求出現(xiàn)偏差、爭(zhēng)議,供需雙方須要在訂貨合同中明確相應(yīng)的必要信息:標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、產(chǎn)品名稱、公稱直徑、長(zhǎng)度、排線節(jié)距、線軸型號(hào)等。

切割鋼絲的技術(shù)要求主要根據(jù)設(shè)計(jì)單位、用戶需求和生產(chǎn)廠家的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)積累而提出,包括原料、制造要求、破斷拉力、銅含量、鍍層重量等。在原料方面,鋼絲用盤條技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T24242.4《制絲用非合金鋼盤條》的規(guī)定。在通常情況下,根據(jù)生產(chǎn)中的不同工藝,盤條的類別會(huì)有不同,因此供需雙方也可協(xié)議規(guī)定對(duì)盤條的要求。

產(chǎn)品制造和性能方面的要求。鋼絲經(jīng)最終熱處理后電鍍黃銅,然后將電鍍黃銅鋼絲拉至規(guī)定尺寸,其中熱處理工藝各個(gè)企業(yè)會(huì)有所不同,因此該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱處理工藝未做明確要求。

切割鋼絲的主要性能指標(biāo)是破斷拉力,破斷拉力在滿足客戶放線張力要求下可滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。鋼絲的生產(chǎn)使用實(shí)踐表明,目前客戶在使用過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度與使用狀況的相互關(guān)聯(lián)性,很多客戶也已經(jīng)不將抗拉強(qiáng)度作為產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行考慮,因此使用公稱抗拉強(qiáng)度為名義值,僅供參考。表1為各規(guī)格鋼絲相應(yīng)的破斷拉力和公稱強(qiáng)度名義值。

在鍍層要求上,鋼絲所鍍黃銅層應(yīng)由銅和鋅元素組成,每千克鋼絲上鍍層質(zhì)量應(yīng)該為3g~8g。鍍層要求對(duì)切割鋼絲的生產(chǎn)會(huì)有影響,對(duì)客戶實(shí)際使用沒(méi)有影響,因此鍍層滿足切割鋼絲制造工藝要求即可。

此外,鋼絲的自由圈徑過(guò)小會(huì)導(dǎo)致斷絲等風(fēng)險(xiǎn),因此切割鋼絲對(duì)自由圈徑這一特定指標(biāo)進(jìn)行量化要求。根據(jù)工藝條件和客戶實(shí)際使用狀況,圈徑和翹距指標(biāo)定義應(yīng)滿足如下要求:直徑小于等于200μm的鋼絲自由圈徑應(yīng)不小于80mm,翹距不大于50mm;直徑大于200μm的鋼絲自由圈徑應(yīng)不小于100mm,翹距不大于30mm。

對(duì)切割鋼絲檢驗(yàn)、包裝等的規(guī)定

由于切割鋼絲產(chǎn)品的生產(chǎn)難度高,成材率較低,同時(shí),切割鋼絲生產(chǎn)廠家和硅片廠家之間通常都有比較嚴(yán)格的賠償規(guī)定,導(dǎo)致該產(chǎn)品本身定價(jià)就比較高。如果在產(chǎn)品檢驗(yàn)、包裝和儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)确矫娉霈F(xiàn)問(wèn)題,對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和用戶來(lái)說(shuō)或?qū)⒃斐蓳p失,因此這方面的問(wèn)題不容小覷。為此,該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此也進(jìn)行了一些規(guī)定。

產(chǎn)品檢驗(yàn)規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)。鋼絲的質(zhì)量檢查與驗(yàn)收由供應(yīng)方技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行。必要時(shí),需方有權(quán)按該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。在鋼絲的一組試驗(yàn)規(guī)則方面,每批鋼絲由同一規(guī)格、同一生產(chǎn)條件連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品組成。在鋼絲取樣檢驗(yàn)方面,檢測(cè)相關(guān)產(chǎn)品性能時(shí),為保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確(尤其是自由圈徑和翹距),應(yīng)從線軸端部去除20m左右鋼絲后,再根據(jù)實(shí)際檢測(cè)項(xiàng)目剪取相應(yīng)長(zhǎng)度的鋼絲進(jìn)行各項(xiàng)性能檢驗(yàn)。鋼絲的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣數(shù)量、檢驗(yàn)方法見表2。

產(chǎn)品的包裝、標(biāo)志和運(yùn)輸?shù)葮?biāo)準(zhǔn)規(guī)定。切割鋼絲是每軸單獨(dú)使用,因此成品鋼絲的包裝形式應(yīng)按單線軸包裝,鋼絲端頭固定且容易識(shí)別。每個(gè)線軸應(yīng)使用防銹紙進(jìn)行防護(hù)包裝,防止打開包裝后鋼絲表面生銹。每軸鋼絲重量較重,因此線軸應(yīng)合理地放置在有塑料袋的包裝箱內(nèi),并保證固定良好,以防止運(yùn)輸過(guò)程中移位導(dǎo)致表面碰撞損傷鋼絲。塑料袋內(nèi)應(yīng)放有防潮劑,抽成真空后將塑料袋封口。整個(gè)包裝箱應(yīng)有良好的防滲、防水性能,并用塑料打包帶固定。

在每個(gè)線軸上應(yīng)標(biāo)明制造廠、公稱直徑、鋼絲長(zhǎng)度、鋼絲纏繞方向、線軸編號(hào),包裝箱上應(yīng)標(biāo)明制造廠名、客戶名稱、公稱直徑、批號(hào)、出廠日期(年、月、日)、箱號(hào)、每箱線軸數(shù)、線軸型號(hào)、鋼絲長(zhǎng)度,并有明顯的防潮、防撞擊標(biāo)志。

產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸上,成品線軸不得露天堆放。從出廠日算起,在包裝完好的情況下,考慮存放時(shí)間和氣候變化等因素對(duì)切割鋼絲有的潛在影響,比如生銹等,因此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼絲質(zhì)量保質(zhì)期規(guī)定為6個(gè)月。相關(guān)人員打開包裝箱前,應(yīng)先將包裝箱放置于實(shí)際使用環(huán)境下至少12個(gè)小時(shí)后再使用,主要考慮在溫差過(guò)大的環(huán)境下鋼絲可能會(huì)存在表面凝露和斷線風(fēng)險(xiǎn)。另外,在鋼絲的運(yùn)輸過(guò)程中要有防雨、防潮措施。