用金刚石线切割机切割透明陶瓷

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专用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。