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關(guān)于氧化鋁陶瓷薄片的切割工藝

更新時間:2016-03-01      點擊次數(shù):2670

關(guān)于氧化鋁陶瓷薄片的切割工藝

氧化鋁陶瓷因其硬度大,耐磨性能*,質(zhì)量輕,具有較好的機械強度和耐高溫性,被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域。因此,氧化鋁陶瓷薄片成為廣大材料研究者和制造者所必需的素材和部件。而制作氧化鋁陶瓷薄片的首要工序就是切割,下面就對切割尺寸為40mm×40mm×1.5mm的氧化鋁陶瓷薄片的切割工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹。

根據(jù)氧化鋁陶瓷薄片的特性和參數(shù)要求(見下表1),選擇使用STX-202小型金剛石線切割機(見下圖1)進(jìn)行切割。

 

氧化鋁陶瓷原樣尺寸(mm)

氧化鋁陶瓷切割尺寸(mm)

50×50×50

40×40×1. 5

金剛石線線長(m)

金剛石線線徑(mm)

切割速度(mm/min)

主軸轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)

回程速度(mm/min)

20

0.3

0.15

260

20

 表1   氧化鋁陶瓷參數(shù)及使用STX-202小型金剛石線切割機對其切割時的設(shè)置參數(shù)

 

 

 

切割原理

切割過程中,由于金剛石線直徑小,并具有彈性,被二個彈性張緊輪所張緊,使金剛石線在被加工工件與位于其左右的兩個導(dǎo)向輪之間形成了一個張角。往復(fù)高速回轉(zhuǎn)的繞絲筒帶動金剛石線做往復(fù)運動,通過自動控制工作臺不斷地向上給進(jìn),金剛石線弧與被加工工件做相對運動,使切割不斷得以進(jìn)行。

技術(shù)參數(shù)

1、主軸轉(zhuǎn):2–260 r / min 可調(diào);
2、切割線總長度:≤16m;
3、Y軸進(jìn)給行程:≤50mm;
4、Z軸行程:≤60mm;
5、二維夾具水平/傾斜轉(zhuǎn)角:0-360;
6、兩導(dǎo)向輪內(nèi)側(cè)zui大間距:100mm;
7、切割zui大工件直徑和長度:∮50mm×50mm;
8、載物盤尺寸:80mm×51mm;
9、切割厚度:≤52mm;
10、標(biāo)準(zhǔn)單相交流電源:220V,50HZ

 

適用范圍及特點

用于脆性材料分析樣品的精密切割,例如晶體、陶瓷、玻璃、耐火材料、頁巖樣品、巖樣、礦樣、建筑材料、金屬、塑料、PCB等,尤其適合于超薄樣品的精密切割,zui薄的樣品厚度可以達(dá)到0.1毫米。

 

圖1  STX-202小型金剛石線切割機及其相關(guān)信息 

 

一、進(jìn)行試樣的粘接

     將石墨、載物板、試樣放到MTI加熱臺上,打開電源開關(guān)。當(dāng)溫度加熱到80時,依次在載物板、石墨上均勻地涂上石蠟,將石墨放在載物板中間位置,再將試樣放在石墨中間位置,進(jìn)行壓實粘牢后取下冷卻,關(guān)閉加熱臺電源。

二、進(jìn)行金剛石線的安裝

將線徑為0.3mm、線長為20m的金剛石線從線軸拉出,經(jīng)過右導(dǎo)向輪至右張緊輪再到繞絲筒,將端頭固定在繞絲筒的外側(cè)。按逆時針方向轉(zhuǎn)動繞絲筒,使金剛石線均勻的分布在整個繞絲筒上,然后將其另一端頭經(jīng)過左導(dǎo)向輪至左張緊輪,再到繞絲筒內(nèi)側(cè)并固定。

三、進(jìn)行試樣安裝及調(diào)整

先將十字夾具鎖緊在工作臺上,再將粘樣鎖緊在十字夾具上。松開工作臺固定螺母,旋轉(zhuǎn)工作臺調(diào)整試樣的初切面位置,鎖緊工作臺。擰開二維夾具螺母,調(diào)整試樣的水平角度后鎖緊。打開控制盒開關(guān),選擇手動控制,按上升或下降對試樣進(jìn)行Z軸方向的調(diào)整,再調(diào)節(jié)千分尺,調(diào)整試樣的Y軸方向,使金剛石線在試樣的初切位置。

四、進(jìn)行試樣的切割

將防水罩依次安裝好后,再將裝有紅油的冷卻液盒放在切割機下面,連接出液管、水管、水泵,接通電源。調(diào)整出液管至適當(dāng)高度,使紅油能夠澆到試樣的中間部分,以確保良好的冷卻效果,且又避免二者在切割過程中發(fā)生碰撞。點擊主軸轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置框,設(shè)為260 rpm;點擊低速切割設(shè)置框,設(shè)為0.15 mm/min;點擊回程速度設(shè)置框,設(shè)為20 mm/min;點擊行程設(shè)置框,設(shè)為55 mm(考慮包角的因素)。依次點擊主軸運行、選擇低速切割、點擊切割停止、點擊切割運行,此時機器開始切割試樣。切割完成后,點擊主軸停止,調(diào)節(jié)千分尺進(jìn)程為40.32 mm(考慮金剛石線線徑和抖動偏移量),再按照前面的順序依次點選,進(jìn)行第二刀切割。再次切割完成后,點擊主軸停止,關(guān)閉控制盒、水泵電源。取下粘樣,按與原來垂直的方向進(jìn)行二次裝卡,并按前面的操作方法進(jìn)行縱向的兩刀切割。切割完成后,點擊主軸停止,關(guān)閉控制盒、水泵電源,取下粘樣。將其放置在加熱臺上加熱,分離試樣、石墨、載物板,取下后使用酒精清洗。然后再次粘樣,方法與前面一致,但采用試樣的40mm×50mm面作為粘合面。將冷卻好的粘樣,以40mm×50mm面為正前,按前面*次安裝方法調(diào)試進(jìn)行初切位置調(diào)整,使金剛石線與該面平行。取下粘樣,按與原來垂直的方向進(jìn)行二次裝卡。然后打開水泵電源,調(diào)節(jié)好出液管位置,再進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時,行程設(shè)置為45 mm(考慮包角的因素),其他參數(shù)數(shù)值不變,開始切割即可。切割完成后,點擊主軸停止,調(diào)節(jié)千分尺進(jìn)程為1.82mm(包含金剛石線線徑和抖動偏移量),再點擊主軸運行,待運行完成后,重復(fù)此操作即可切得多片薄片。

將切割完畢的粘樣再次進(jìn)行加熱、分離,再對所得薄片進(jìn)行酒精清洗即可。下圖2即是貼近拍攝的單片氧化鋁陶瓷薄片。

 

圖2 單片氧化鋁陶瓷薄片

可見,切得的氧化鋁陶瓷薄片能夠保持原有形態(tài)及特征,具有良好的切割精度和面形,*可以滿足所用需求。目前,使用此切割工藝,能夠切得的zui薄的氧化鋁陶瓷薄片的厚度為0.08mm,是較為的工藝水平。

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