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技術(shù)文章
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行詳細介紹。
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)
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圖1 STX-202小型金剛石線切割機及其相關(guān)信息
一、進行試樣的粘接
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，進行壓實粘牢后取下冷卻，關(guān)閉加熱臺電源。
二、進行金剛石線的安裝
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)過左導向輪至左張緊輪，再到繞絲筒內(nèi)側(cè)并固定。
三、進行試樣安裝及調(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行二次裝卡，并按前面的操作方法進行縱向的兩刀切割。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，重復此操作即可切得多片薄片。
將切割完畢的粘樣再次進行加熱、分離，再對所得薄片進行酒精清洗即可。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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