CN112223569A - 一种耐磨线切割复合线材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨线切割复合线材，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.4%～0.7%、Si：0.2%～0.4%、Sr：0.03%～0.08%、Mn：0.4%～0.6%、Hf：0.05%～0.08%、Nb：0.01%～0.04%、Tc：0.01%～0.03%、Mo：0.2%～0.4%、Cr：0.4%～0.8%、Se：0.001%～0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮40‑50份、二茂铁基金属有机框架2‑4份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物5‑8份、五氧化二磷1‑2份、2‑氯乙基4‑氟苯基砜离子化改性N,N'‑硫酰二咪唑6‑10份、3‑三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1‑2份。本发明提供的耐磨线切割复合线材耐磨性能优异，耐磨牢度高，切割效率高，性能稳定性佳。
Description
技术领域
本发明涉及线切割技术领域，尤其涉及一种耐磨线切割复合线材及其制备方法。
背景技术
随着经济社会的发展，太阳能光伏产业由于其绿色环保，已经逐步成为新的主导产业之一。晶硅片是常用的元件之一，其是通过硅锭或硅棒切割产生的，在切割过程中会大量使用线切割钢线，线切割钢线是切割砂浆的载体，同时又被高速运动中的切割介质碳化硅间接磨损，线径发生变化而影响线切品质。线切割钢线携带砂浆的多少直接影响硅块切割的效果，因此，线切割钢线的质量直接影响着线切割的效率和产品质量。
目前普遍使用的线切割钢线均为普通钢线，这类钢线普遍存在着耐磨性不高，机械力学性能有限，使用量大，切割效率和切割成本高的缺陷，在切割硅棒过程中，碳化硅颗粒由于缺少附着力，容易从钢线表面脱落，钢线在硅块入线口会引起浆料的飞溅，进而携带比较少的砂浆参与硅棒的切割。这使得钢线在切割硅棒过程中容易磨损，引起断线，也大大降低了钢线的切割能力，为了保证切割质量，只能添加更多的浆料，这样会增加切割成本。
申请号为201710879547.7的中国发明专利公开了一种用于线切割的复合线材，所述复合线材包括作为基体的金属线以及包覆在金属线外表面的耐磨树脂层，所述金属线的化学成份按重量百分数计为C：0.70～1.0、Cr：0.20～0.40、Mn：0.30～0.50、Zr：0.15～0.20、W：0.02～0.08、Ca≤0.010、B≤0.020、N≤0.006，余量为Fe及不可避免的夹杂，所述耐磨树脂层由如下原料制备得到：表面修饰的氧化铬15-25份、不饱和树脂30-60份、碳纤维10-15份、四氢呋喃100-200份、引发剂0.5-1份。该发明提出了一种线切割用复合线材及其制备方法，该复合线材的耐磨性和切割效率高、砂浆携带量大、切割成本低廉，符合多线切割用线材的性能要求。然而，该技术方案中耐磨树脂层中使用的碳纤维与不饱和树脂之间的相容性不佳，影响使用效果，且耐磨树脂层与金属线层之间的粘结性能不佳，在使用过程中易脱层，且线材的耐磨性和耐候性能有待进一步提高。
因此，开发一种耐磨性能优异，耐磨牢度高，拉伸强度大，切割效率、耐候性高，切割成本低，性能稳定性佳的耐磨线切割复合线材符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进多线切割技术的发展具有非常重要的意义。。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种耐磨线切割复合线材，该线材耐磨性能优异，耐磨牢度高，拉伸强度大，切割效率、耐候性高，切割成本低，性能稳定性佳；同时，本发明还提供了所述耐磨线切割复合线材的制备方法，该制备方法简单易行，操作控制方便，制备成本低廉，制备效率高，适合连续规模化生产。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.4%～0.7%、Si：0.2%～0.4%、Sr：0.03%～0.08%、Mn：0.4%～0.6%、Hf：0.05%～0.08%、Nb：0.01%～0.04%、Tc：0.01%～0.03%、Mo：0.2%～0.4%、Cr：0.4%～0.8%、Se：0.001%～0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮40-50份、二茂铁基金属有机框架2-4份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物5-8份、五氧化二磷1-2份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑6-10份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1-2份。
优选的，所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在50-70℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4-8次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑。
优选的，所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:(10-16)。
优选的，所述有机溶剂为二甲亚砜、二氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯、丙酮中的任意一种。
优选的，所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在50-70℃下搅拌反应6-8小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物。
优选的，所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:(4-6):(25-35):(0.1-0.3)。
优选的，所述纳米硼纤维的直径为300-500nm，长径比为(14-16):1。
优选的，所述氮化硼量子点的制备方法，参见申请号为201910676300.4的中国发明专利实施例1；所述超支化磺化聚醚醚酮的制备方法，参见申请号为201910120153.2的中国发明专利实施例1；所述二茂铁基金属有机框架的制备方法，参见申请号为201910712718.6的中国发明专利实施例1。
优选的，所述耐磨复合层的厚度为5μm-15μm，所述耐磨钢线的线径为70μm-230μm。
优选的，所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在850～1000℃的温度区域卷取形成粗品，然后在550℃～700℃的熔盐槽中恒温保持50秒～80秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线。
优选的，所述热处理的温度为1000℃-1200℃；所述热轧的温度为1000℃-1200℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为20-30℃/s。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述耐磨线切割复合线材的制备方法，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
（1）本发明提供的一种耐磨线切割复合线材的制备方法，该制备方法简单易行，操作控制方便，制备成本低廉，制备效率高，适合连续规模化生产。
（2）本发明提供的一种耐磨线切割复合线材，克服了传统线切割线材耐磨性不高，机械力学性能有限，使用量大，切割效率和切割成本高，浆料携带少的缺陷，通过结构和配方的调整，使得制成的耐磨线切割复合线材耐磨性能优异，耐磨牢度高，拉伸强度大，切割效率、耐候性高，切割成本低，性能稳定性佳。
（3）本发明提供的一种耐磨线切割复合线材，耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.4%～0.7%、Si：0.2%～0.4%、Sr：0.03%～0.08%、Mn：0.4%～0.6%、Hf：0.05%～0.08%、Nb：0.01%～0.04%、Tc：0.01%～0.03%、Mo：0.2%～0.4%、Cr：0.4%～0.8%、Se：0.001%～0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质；通过各组分和含量的合理选取，使得制成的钢线综合性能更佳，耐磨性和机械强度更好。
（4）本发明提供的一种耐磨线切割复合线材，所述耐磨复合层由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮40-50份、二茂铁基金属有机框架2-4份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物5-8份、五氧化二磷1-2份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑6-10份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1-2份；超支化磺化聚醚醚酮上的磺酸基一方面能与表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵上季铵盐阳离子，及2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑上的咪唑阳离子通过离子交换以离子交换连接，同时，在五氧化二磷的催化作用下，超支化磺化聚醚醚酮上的磺酸基团能与二茂铁基金属有机框架、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑上的苯环发生交联反应，使得各组分均以化学键连接，使得材料综合性能优异，耐候性、耐磨性更好，机械力学性能更佳，引入的二茂铁基金属有机框架和3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，能提高耐磨钢线层与耐磨复合层之间的相容性；氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的添加能有效改善耐磨性；2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的添加能改善耐候性和浆料携带能力。
（5）本发明提供的一种耐磨线切割复合线材，各层结构和配方的合理选择，使得制成的复合线材能有效减少砂浆的使用量和线材的磨损状况，提高了工作台的切割速度，降低了被切割材料的表面锯痕，同时减少了被切割材料表面厚度偏差问题的发生，提高了被切割材料的切割质量，从而降低了被切割材料的切割成本，是一种绿色环保、低成本的线切割耗材，其耐磨牢度高，线径均匀一致，抗拉强度高。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此；所述氮化硼量子点的制备方法，参见申请号为201910676300.4的中国发明专利实施例1；所述超支化磺化聚醚醚酮的制备方法，参见申请号为201910120153.2的中国发明专利实施例1；所述二茂铁基金属有机框架的制备方法，参见申请号为201910712718 .6的中国发明专利实施例1；所涉及到的其它原料均为商业购买。
实施例1
实施例1提供一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.4%、Si：0.2%、Sr：0.03%、Mn：0.4%、Hf：0.05%、Nb：0.01%、Tc：0.01%、Mo：0.2%、Cr：0.4%、Se：0.001%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮40份、二茂铁基金属有机框架2份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物5份、五氧化二磷1份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑6份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1份。
所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在50℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑；所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:10；所述有机溶剂为二甲亚砜。
所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在50℃下搅拌反应6小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物；所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:4:25:0.1；所述纳米硼纤维的直径为300nm，长径比为14:1。
所述耐磨复合层的厚度为5μm，所述耐磨钢线的线径为70μm。
所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在850℃的温度区域卷取形成粗品，然后在550℃的熔盐槽中恒温保持50秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线；所述热处理的温度为1000℃；所述热轧的温度为1000℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为20℃/s。
一种所述耐磨线切割复合线材的制备方法，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
实施例2
实施例2提供一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.5%、Si：0.25%、Sr：0.04%、Mn：0.45%、Hf：0.06%、Nb：0.02%、Tc：0.015%、Mo：0.25%、Cr：0.5%、Se：0.0015%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮43份、二茂铁基金属有机框架2.5份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物6份、五氧化二磷1.2份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑7份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1.2份。
所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在55℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤5次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑；所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:12；所述有机溶剂为二氯甲烷。
所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在55℃下搅拌反应6.5小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物；所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:4.5:27:0.15；所述纳米硼纤维的直径为350nm，长径比为14.5:1。
所述耐磨复合层的厚度为8μm，所述耐磨钢线的线径为100μm。
所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在900℃的温度区域卷取形成粗品，然后在580℃的熔盐槽中恒温保持60秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线；所述热处理的温度为1050℃；所述热轧的温度为1050℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为23℃/s。
一种所述耐磨线切割复合线材的制备方法，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
实施例3
实施例3提供一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.55%、Si：0.3%、Sr：0.06%、Mn：0.5%、Hf：0.065%、Nb：0.025%、Tc：0.02%、Mo：0.3%、Cr：0.6%、Se：0.002%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮45份、二茂铁基金属有机框架3份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物6.5份、五氧化二磷1.5份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑8份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1.5份。
所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在60℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤6次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑；所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:13；所述有机溶剂为乙醚。
所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在60℃下搅拌反应7小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物；所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:5:30:0.2；所述纳米硼纤维的直径为400nm，长径比为15:1。
所述耐磨复合层的厚度为10μm，所述耐磨钢线的线径为160μm。
所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在920℃的温度区域卷取形成粗品，然后在610℃的熔盐槽中恒温保持65秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线；所述热处理的温度为1100℃；所述热轧的温度为1100℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为25℃/s。
一种所述耐磨线切割复合线材的制备方法，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
实施例4
实施例4提供一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.65%、Si：0.35%、Sr：0.07%、Mn：0.55%、Hf：0.075%、Nb：0.035%、Tc：0.025%、Mo：0.35%、Cr：0.7%、Se：0.0025%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮48份、二茂铁基金属有机框架3.5份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物7.5份、五氧化二磷1.8份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑9.5份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1.8份。
所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在65℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤7次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑；所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:15；所述有机溶剂为乙酸乙酯。
所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在65℃下搅拌反应7.8小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物；所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:5.5:33:0.25；所述纳米硼纤维的直径为450nm，长径比为15.5:1。
所述耐磨复合层的厚度为13μm，所述耐磨钢线的线径为220μm。
所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在980℃的温度区域卷取形成粗品，然后在680℃的熔盐槽中恒温保持65秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线；所述热处理的温度为1150℃；所述热轧的温度为1150℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为28℃/s。
一种所述耐磨线切割复合线材的制备方法，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
实施例5
实施例5提供一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.7%、Si：0.4%、Sr：0.08%、Mn：0.6%、Hf：0.08%、Nb：0.04%、Tc：0.03%、Mo：0.4%、Cr：0.8%、Se：0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮50份、二茂铁基金属有机框架4份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物8份、五氧化二磷2份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑10份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵2份。
所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在70℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤8次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑；所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:16；所述有机溶剂为丙酮。
所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在70℃下搅拌反应8小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物；所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:6:35:0.3；所述纳米硼纤维的直径为500nm，长径比为16:1。
所述耐磨复合层的厚度为15μm，所述耐磨钢线的线径为230μm。
所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在1000℃的温度区域卷取形成粗品，然后在700℃的熔盐槽中恒温保持80秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线；所述热处理的温度为1200℃；所述热轧的温度为1200℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为30℃/s。
一种所述耐磨线切割复合线材的制备方法，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
对比例1
对比例1提供一种耐磨线切割复合线材，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述耐磨钢线的制备过程中没有添加Hf和Nb。
对比例2
对比例2提供一种耐磨线切割复合线材，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述耐磨钢线的制备过程中没有添加Tc和Se。
对比例3
对比例3提供一种耐磨线切割复合线材，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述耐磨复合层的制备过程中没有添加二茂铁基金属有机框架。
对比例4
对比例4提供一种耐磨线切割复合线材，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述耐磨复合层的制备过程中没有添加表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物。
对比例5
对比例5提供一种耐磨线切割复合线材，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述耐磨复合层的制备过程中没有添加2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑。
对上述实施例1-5及对比实施例1-5的产品测试。
（1）抗拉强度测试，测试方法参照GBT8358-2006，测试结果见表1。
（2）硬度测试，测试方法参照GB/T 4340.1-1999，测试结果见表1。
（3）耐磨性测试，在ML-10型磨料磨损试验机上测试，测试方法：先测出按标准制成的试样的重量W原（g或mg），然后将其装卡于卡头内，并给卡头一定的负荷，使试样与磨料（刚玉砂纸）作相对的运动，5000圈后取出试样再测其重量W磨，可知其失重为：W＝W原－W磨，再求失重与原试样质量比来衡量耐磨性相对大小，测试结果见表1。
表1 实施例及对比例耐磨线切割复合线材性能测试结果
| 测试项目 | 拉伸强度（MPa） | 硬度（HV） | 耐磨失重率（%） |
| 实施例1 | 2792 | 399 | 0.021 |
| 实施例2 | 2819 | 408 | 0. 018 |
| 实施例3 | 2830 | 415 | 0. 014 |
| 实施例4 | 2845 | 422 | 0. 012 |
| 实施例5 | 2853 | 430 | 0. 010 |
| 对比例1 | 2704 | 361 | 0.028 |
| 对比例2 | 2692 | 357 | 0.032 |
| 对比例3 | 2675 | 376 | 0.030 |
| 对比例4 | 2650 | 355 | 0.035 |
| 对比例5 | 2647 | 362 | 0.031 |
从表1可见，本发明实施例公开的耐磨线切割复合线材，与对比例产品相比，具有更高的机械力学性能和耐磨性，这是各结构、各组分配方协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，是将耐磨复合层固化于耐磨钢线表面而制成；所述耐磨钢线是由如下按重量百分比计的各组分制成，C：0.4%～0.7%、Si：0.2%～0.4%、Sr：0.03%～0.08%、Mn：0.4%～0.6%、Hf：0.05%～0.08%、Nb：0.01%～0.04%、Tc：0.01%～0.03%、Mo：0.2%～0.4%、Cr：0.4%～0.8%、Se：0.001%～0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述耐磨复合层是由如下按重量份计的各原料制成：超支化磺化聚醚醚酮40-50份、二茂铁基金属有机框架2-4份、表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物5-8份、五氧化二磷1-2份、2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑6-10份、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑的制备方法，包括如下步骤：将2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑加入到有机溶剂中，在50-70℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤4-8次，后旋蒸除去残留的溶剂和乙醚，得到2-氯乙基4-氟苯基砜离子化改性N,N'-硫酰二咪唑。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述2-氯乙基4-氟苯基砜、N,N'-硫酰二咪唑、有机溶剂的摩尔比为2:1:(10-16)。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述有机溶剂为二甲亚砜、二氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯、丙酮中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将氮化硼量子点、纳米硼纤维分散与乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在50-70℃下搅拌反应6-8小时，得到表面改性氮化硼量子点/纳米硼纤维复合物。
6.根据权利要求5所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述氮化硼量子点、纳米硼纤维、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比为1:(4-6):(25-35):(0.1-0.3)；所述纳米硼纤维的直径为300-500nm，长径比为(14-16):1。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述耐磨复合层的厚度为5μm-15μm，所述耐磨钢线的线径为70μm-230μm。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述耐磨钢线的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合，铸造成铸坯，然后依次进行热处理、热轧，热轧后的铸坯在850～1000℃的温度区域卷取形成粗品，然后在550℃～700℃的熔盐槽中恒温保持50秒～80秒；粗品控冷处理后通过铅淬火处理后拉丝而成耐磨钢线。
9.根据权利要求8所述的一种耐磨线切割复合线材，其特征在于，所述热处理的温度为1000℃-1200℃；所述热轧的温度为1000℃-1200℃；所述铅淬火处理温度从850℃冷却到750℃，冷却速度为20-30℃/s。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的耐磨线切割复合线材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将耐磨钢线置于模具型腔中，然后将耐磨复合层各原料混合均匀后，熔融，将熔体注入模具型腔，冷却固化后，脱模，得到耐磨线切割复合线材。
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