专利名称：一种切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法
技术领域：
本发明涉及金属材料中非金属夹杂物的检测方法，具体地涉及切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法。
背景技术：
切割钢丝是利用含碳量较高的钢线材加工而成的特种钢丝，其直径只有70 μ m-160 μ m，它具有优异的稳定性、均匀性及精度和强度等众多特点。切割钢丝的切割损失小，同时又较高的切割率和更加平整光滑的切割面，在半导体切割、集成电路切割、水晶切割等高精度硬脆产品的切割中有重要的应用价值。在切割过程中，多线切割由于其更高效、切割损失更小以及切割精度更高的优势，对于切割贵重、超硬材料有着巨大的优势，近十年来已逐步取代传统的内圆切割成为硅片切割加工的主要方式。但是，多线切割需要较高的切割成功率，如果出现断丝等状况，就会导致切割材料报废，造成较大的损失。 众所周知，切割钢丝中的非金属夹杂物氧化铝(Al2O3)和尖晶石(MgO Al2O3)是导致其使用过程中失效的主要原因，故在使用之前对切割钢丝中的非金属夹杂物进行检测是非常必要的。目前，钢中非金属夹杂物的检测方法很多，可分为宏观和微观两类宏观方法包括X射线或Y射线检查、磁粉检查、超声波探测以及硫印法。微观方法包括金相法、分离法(电解法、物理法和化学法3种)。但是，这些检测方法仅为抽样检测，不能够对所有切割钢丝产品中的非金属夹杂物在使用前进行行之有效的检测，只好将非金属夹杂物并不能完全明确的切割钢丝置于多线切割设备上进行切割。如发生冶炼质量不稳定等情况，将会造成较大的损失。结合生产实际要求，所以必须对所有的切割丝产品在使用之前进行检测，且必须要满足下面要求
(1)对于质量合格的切割钢丝，检测过程中不能降低切割钢丝的质量，更不能损坏产
品;
(2)对于质量不合格的切割钢丝，检测后可以损坏或变形。

发明内容
为了解决切割钢丝中夹杂物检测的问题，本发明提供一种在切割钢丝上施加设定电流强度的瞬间脉冲电流的方法。这种方法检测成本较低，速度快，能够准确确定夹杂物存在的位置及对所有切割钢丝在使用之前进行检测且对质量合格的切割钢丝不会造成质量降低。本发明切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法包括以下步骤
a、采用合适的夹持方式，在一定长度的的待测切割钢丝上施加设定强度的脉冲电流；
b、如果切割钢丝没有损坏或者变形且没有温度异常点，对钢丝的下一段继续进行测量，直至整根钢丝测量完毕仍未发现损坏或者变形且没有温度异常点，则切割钢丝符合要求；如果发生损坏或者变形或者存在温度异常，对钢丝进行报废或者降级处理。夹持方式可以为专用夹具、也可以是拉丝设备上的辊子。脉冲电流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脉冲或直流负脉冲或直流比例脉冲或直流间隔脉冲或直流计数脉冲波形。脉冲电流的密度由脉冲电流的密度由切割钢丝的热容和电阻率以及切割钢丝的直径及可允许的最大温升和非金属夹杂物的最大直径五个因素确定，具体范围为20A mm 2-1010A mm2。脉冲电流的作用时间由切割钢丝的理化特性确定，具体范围为10_8s_lh。脉冲电流的频率为50Ηζ-1ΜΗζ。
可以采用红外线成像技术实时观测切割钢丝的各部位温度变化，在存在非金属夹杂物的区域，其表面温度升高异常快，该发明能够精确的确定切割钢丝中的非金属夹杂物存在的位置。本发明不仅仅局限于对切割钢丝中夹杂物的检测，采用该技术能够对金属线材中的非金属夹杂物进行检测。


图I脉冲电流检测装置 图2脉冲电流曲线
图3检测不合格切割钢丝的断面围观结构
具体实施例方式实施例I
采用图I检测装置测量直径为100 μ m的切割钢丝，其夹具间的距离为300m。根据切割钢丝的理化性能指标要求，合格的切割钢丝必须能够承受如图2所示脉冲电流。检测后发现切割钢丝在106m位置爆裂，其熔断断口的微观结构如图3所示，在断口上，存在直径约为7 μ m的非金属氧化物夹杂，故该切割钢丝产品不符合要求。实施例2
采用图I检测装置测量直径为100 μ m的切割钢丝，其夹具间的距离为300m。根据切割钢丝的理化性能指标要求，合格的切割钢丝必须能够承受如图2所示脉冲电流。检测后发现切割钢丝无损坏且红外线测温仪器未发现温度异常点。继续测量，在695米发现温度异常升高但未损坏，故该切割钢丝进行降级处理。实施例3
采用图I检测装置测量直径为100 μ m的切割钢丝，其夹具间的距离为300m。根据切割钢丝的理化性能指标要求，合格的切割钢丝必须能够承受如图2所示脉冲电流。检测后发现切割钢丝无损坏且红外线测温仪器未发现温度异常点。继续测量，整根2000m切割钢丝都未发现损坏且温度异常点，故该切割钢丝为合格产品。
权利要求
1.一种切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于包括以下步骤 a、采用合适的夹持方式，在一定长度的的待测切割钢丝上施加设定强度的脉冲电流； b、如果切割钢丝没有损坏或者变形且没有温度异常点，对钢丝的下一段继续进行测量，直至整根钢丝测量完毕仍未发现损坏或者变形且没有温度异常点，则切割钢丝符合要求；如果发生损坏或者变形或者存在温度异常，对钢丝进行报废或者降级处理。
2.按照权利要求I所述的切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于脉冲电流的波形包括交流正弦波或交流余弦波或直流正脉冲或直流负脉冲或直流比例脉冲或直流间隔脉冲或直流计数脉冲波形。
3.按照权利要求I所述的切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于脉冲电流的密度由切割钢丝的热容和电阻率以及切割钢丝的直径及可允许的最大温升和非金属夹杂物的最大直径五个因素确定，具体范围为20A IrniT2-IOwA mm_2。
4.按照权利要求I所述的切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于脉冲电流的作用时间由切割钢丝的理化特性确定，具体范围为10_8s-lh。
5.按照权利要求I所述的切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于脉冲电流的频率为50Ηζ-1ΜΗζ。
全文摘要
一种切割钢丝中非金属夹杂物的检测方法，其方法包括a、采用合适的夹持方式，在一定长度的待测切割钢丝上施加设定强度的脉冲电流；b、如果切割钢丝没有损坏或者变形且没有温度异常点，对钢丝的下一段继续进行测量，直至整根钢丝测量完毕仍未发现损坏或者变形且没有温度异常点，则切割钢丝符合要求；如果发生损坏或者变形或者存在温度异常，对钢丝进行报废或者降级处理。这种检测方法能够对所有切割钢丝在使用之前进行检测，且对质量合格的切割钢丝不会造成质量降低。具有检测成本低，速度快，效率高，非金属夹杂物定位准确的优点。
文档编号G01N27/00GK102944579SQ201210487830
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者戴文斌, 王新丽, 于景坤 申请人:东北大学