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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(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性,，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)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(duì)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(jī)（見下圖1）進(jìn)行切割。

 表1   氧化鋁陶瓷參數(shù)及使用STX-202小型金剛石線切割機(jī)對(duì)其切割時(shí)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(gè)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(gè)導(dǎo)向輪之間形成了一個(gè)張角,。往復(fù)高速回轉(zhuǎn)的繞絲筒帶動(dòng)金剛石線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過自動(dòng)控制工作臺(tái)不斷地向上給進(jìn),，金剛石線弧與被加工工件做相對(duì)運(yùn)動(dòng),，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(zhǎng)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(zhǎng)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(diǎn) 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(jī)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(tái)上,，打開電源開關(guān),。當(dāng)溫度加熱到80℃時(shí)，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(shí)粘牢后取下冷卻,，關(guān)閉加熱臺(tái)電源,。

二,、進(jìn)行金剛石線的安裝

將線徑為0.3mm、線長(zhǎng)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(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)繞絲筒,，使金剛石線均勻的分布在整個(gè)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(tái)上，再將粘樣鎖緊在十字夾具上。松開工作臺(tái)固定螺母,，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)調(diào)整試樣的初切面位置,，鎖緊工作臺(tái)。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(dòng)控制,，按上升或下降對(duì)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(jī)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(diǎn)擊主軸轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置框,，設(shè)為260 rpm；點(diǎn)擊低速切割設(shè)置框,，設(shè)為0.15 mm/min,；點(diǎn)擊回程速度設(shè)置框，設(shè)為20 mm/min,；點(diǎn)擊行程設(shè)置框,，設(shè)為55 mm（考慮包角的因素）。依次點(diǎn)擊主軸運(yùn)行,、選擇低速切割,、點(diǎn)擊切割停止、點(diǎn)擊切割運(yùn)行,，此時(shí)機(jī)器開始切割試樣,。切割完成后，點(diǎn)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(dòng)偏移量）,，再按照前面的順序依次點(diǎn)選,，進(jìn)行第二刀切割。再次切割完成后,，點(diǎn)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(diǎn)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(tái)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(shí),，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(diǎn)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(dòng)偏移量），再點(diǎn)擊主軸運(yùn)行,，待運(yùn)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(duì)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,。