用金刚石线切割机切割透明陶瓷
时间:2020-10-26 阅读:420
实验材料:尺寸约φ15×15mm的透明陶瓷圆柱体。
材料特性:透明陶瓷是选用高纯原料,并通过工艺手段排除气孔而获得的,是一种高纯的陶瓷,具有陶瓷的硬脆性。
实验目的:
1、用STX-202A金刚石线切割机将φ15×15mm的透明陶瓷切割成0.15mm厚的小圆片,并观察切割后的原片试样的厚度和表面粗糙度。
实验设备:STX-202A金刚石线切割机、MTI-3040加热平台,设备形貌如图1所示:
STX-202A金刚石线切割机 MTI-3040加热平台
图1 实验所用设备图
实验所用设备特点:
STX-202A小型金刚石线切割机:STX-202A小型金刚石线切割机用于各种材料样品的连续精密切割,可以对材料进行切片、切断,旋转样品台也可以对试样切割一定角度。可切割的材料如晶体、陶瓷、红外光学材料、热电材料、玻璃、蜂窝陶瓷、金属、塑料、PCB、岩样、矿样、耐火材料、建筑材料、牙科材料、生物材料、有机高分子材料及仿生复合材料等。用其进行超薄精密切割时,切得的薄片可达0.08mm,样品尺寸精度在±10μm的范围内;样品表面粗糙度可达1.0μm左右,可得到暗光泽面。
主要参数:
切割方式:自动连续切割 Z轴进给形式:自动进给 Z轴行程:≤60mm 切割尺寸(max):50㎝
Y轴行程:≤50mm 线速度(max):1.4m/s
MTI-3040加热平台:MTI-3040加热平台采用整体铸铝结构,加热温度可达200℃,适用于对各种材料(如晶体、半导体、金属、陶瓷等)的加热。
切割过程:
首先将透明陶瓷片与载样块、树脂陶瓷切割衬垫一同放置到MTI-3040加热平台上进行加热,用石蜡将加热到80℃左右的透明陶瓷试样、树脂陶瓷衬垫和载样块连接在一起,然后一同从MTI-3040加热平台上移下进行冷却,待温度降到室温后将载样块放置到STX-202A金刚石线切割机上进行切割。放置到加热平台上进行固定和放置到STX-202A金刚石线切割机上进行切割的陶瓷如图2所示:
由于金刚石线切割机的切割属于柔性的磨削切割,且样品具有很大的硬度,因此样品进给速度不应设置过快,本实验中样品进给速度设置为0.3㎜/min,所使用的金刚石线径为0.35㎜,切割中的陶瓷片如图3所示,切割过程中要用切割的冷却液对试样进行冷却,防止因摩擦产生的热量损坏样品和切割线。切割后的试样片如图4所示,可见,样品表面细腻平整。
对切割后的试样片的厚度进行测量,测量结果如图5所示,四个试样片的厚度分别是0.151㎜、0.150㎜、0.150㎜、0.149㎜,可见切割后的试样片尺寸精准,偏差小,满足切割尺寸要求。对切割后的试样表面的粗糙度进行测量,测量结果如图6所示,4个试样表面的粗糙度分别为1.03μm、0.88μm、0.98μm、1.17μm,该粗糙度值的样品表面可以达到暗光泽面的标准。可见使用金刚石线切割机 切割出的透明陶瓷样品表面粗糙度极低。好的表面粗糙度对试样后期的加工都会带来极大的方便。