用金剛石線切割機切割透明陶瓷

實驗材料：尺寸約φ15×15mm的透明陶瓷圓柱體。

材料特性：透明陶瓷是選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔而獲得的，是一種高純的陶瓷，具有陶瓷的硬脆性。

實驗目的：

1、用STX-202A金剛石線切割機將φ15×15mm的透明陶瓷切割成0.15mm厚的小圓片，并觀察切割后的原片試樣的厚度和表面粗糙度。

實驗設備：STX-202A金剛石線切割機、MTI-3040加熱平臺，設備形貌如圖1所示：

STX-202A金剛石線切割機                          MTI-3040加熱平臺

圖1 實驗所用設備圖

實驗所用設備特點：

STX-202A小型金剛石線切割機：STX-202A小型金剛石線切割機用于各種材料樣品的連續(xù)精密切割，可以對材料進行切片、切斷，旋轉樣品臺也可以對試樣切割一定角度。可切割的材料如晶體、陶瓷、紅外光學材料、熱電材料、玻璃、蜂窩陶瓷、金屬、塑料、PCB、巖樣、礦樣、耐火材料、建筑材料、牙科材料、生物材料、有機高分子材料及仿生復合材料等。用其進行超薄精密切割時，切得的薄片可達0.08mm，樣品尺寸精度在±10μm的范圍內；樣品表面粗糙度可達1.0μm左右，可得到暗光澤面。

主要參數(shù)：

切割方式：自動連續(xù)切割   Z軸進給形式：自動進給   Z軸行程：≤60mm   切割尺寸（max）：50㎝    

Y軸行程：≤50mm       線速度（max）：1.4m/s

MTI-3040加熱平臺：MTI-3040加熱平臺采用整體鑄鋁結構，加熱溫度最高可達200℃，適用于對各種材料（如晶體、半導體、金屬、陶瓷等）的加熱。

切割過程：

首先將透明陶瓷片與載樣塊、樹脂陶瓷切割襯墊一同放置到MTI-3040加熱平臺上進行加熱，用石蠟將加熱到80℃左右的透明陶瓷試樣、樹脂陶瓷襯墊和載樣塊連接在一起，然后一同從MTI-3040加熱平臺上移下進行冷卻，待溫度降到室溫后將載樣塊放置到STX-202A金剛石線切割機上進行切割。放置到加熱平臺上進行固定和放置到STX-202A金剛石線切割機上進行切割的陶瓷如圖2所示：

由于金剛石線切割機的切割屬于柔性的磨削切割，且樣品具有很大的硬度，因此樣品進給速度不應設置過快，本實驗中樣品進給速度設置為0.3㎜/min，所使用的金剛石線徑為0.35㎜，切割中的陶瓷片如圖3所示，切割過程中要用切割專用的冷卻液對試樣進行冷卻，防止因摩擦產生的熱量損壞樣品和切割線。切割后的試樣片如圖4所示，可見，樣品表面細膩平整。

對切割后的試樣片的厚度進行測量，測量結果如圖5所示，四個試樣片的厚度分別是0.151㎜、0.150㎜、0.150㎜、0.149㎜，可見切割后的試樣片尺寸精準，偏差小，滿足切割尺寸要求。對切割后的試樣表面的粗糙度進行測量，測量結果如圖6所示，4個試樣表面的粗糙度分別為1.03μm、0.88μm、0.98μm、1.17μm，該粗糙度值的樣品表面可以達到暗光澤面的標準。可見使用金剛石線切割機 切割出的透明陶瓷樣品表面粗糙度極低。好的表面粗糙度對試樣后期的加工都會帶來極大的方便。