多孔白刚玉陶瓷的切割

试样 石蜡层 树脂陶瓷垫块 载样块
图 4 样品固定示意图 装载到金刚石线切割机上的样品的状态如图 5 所示，由于金刚石线切割机切割样品时主 要依靠金刚石线对样品的磨削力，根据摩擦生热原理金刚石线与样品进行摩擦时会产生一定 的热量，需要用冷却液对样品进行冷却，否则容易使金刚石线和样品损坏。实验室常用来冷 却样品的液体是红色切割冷却油，切割冷却油冷却效果和润滑效果都十分适合样品的切割。 但有些样品切割时不可以用油进行冷却，此时可以选择水做切割冷却液。冷却液要浇到样品 的切口处，以保证良好的冷却效果。在装载完试样进行切割前应对切割参数进行设置，本实 验中切割参数包含切割速度 v、切割深度 h。不同的材料在进行切割时速度有所不同，一般 硬而脆的材料和韧性较大的材料切割速度相对较慢一些，而脆性大硬度适中的材料切割速度 可以适当快一些。一般切割速度设置时根据经验来选择，若没有经验做依据时可自己摸索出
STX-202A 金刚石线切割机专用载样块、树脂陶瓷垫块一同放到 MTI-3040 加热平台上进行预 热，当三者表面温度达到石蜡融化温度后将石蜡涂在三者表面将要进行连接的位置，然后按
图 4 所示的顺序将三者叠放起来移到加热平台下进行空冷，待样品冷却到室温后将样品装载 到金刚石线切割机上调整好位置后准备对样品进行切割。
沈阳科晶多年来致力于研发生产各种材料的切割、研磨抛光等设备：
多孔白刚玉陶瓷的切割
实验材料： 42×23×5 ㎜的方形多孔白刚玉陶瓷块，多孔白刚玉陶瓷主要成分为氧化铝陶瓷，氧化
铝陶瓷的主要特点是硬度大、耐磨性能极好、重量轻，而多孔白刚玉陶瓷除具有氧化铝陶瓷 的特性外还具有多孔材料的特性，相对连续介质材料而言, 多孔材料一般具有相对密度低、 比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。多孔白刚玉由于材料本身 孔洞多，排列不致密，因此还具有脆性大的特点。图 1 所示为本实验所使用多孔白刚玉的形 貌及尺寸；
图 5 装载到金刚石线切割机上的样品示意图 切割后的样品如图 6 所示，可见样品出现了少量的崩边现象，此实验在用 0.5 ㎜/min、 0.8 ㎜/min、1 ㎜/min、1.2 ㎜/min 四种切割速度切割样品时都出现了少量的崩边现象。说明 该样品是否崩边与切割速度关系不大，而是样品自身材质脆性过大所致。观察切割后的截面 可见，整个截面切割均匀，无明显切割线痕，还可见崩边出现在切割线入口处而出口处并无 崩边出现，说明上表面材质的脆性比下表面材质的要大。对于脆性较大的样品切割时若想出
实验目的：
图 1 样品的形貌及尺寸
将陶瓷块按线从中间切割开，观察切割面的形态。
实验设备：
由沈阳科晶自动化设备有限公司制造的 STX-202A 金刚石线切割机、MTI-3040 加热平台。
STX-202A 小型金刚石线切割机
MTI-3040 加热平台
实验耗材：
图 2 实验所用设备图
由沈阳科晶自动化设备有限公司销售的φ0.42 ㎜的金刚石切割线、石蜡棒、树脂陶瓷垫
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一个合适的切割速度。在选择切割速度时首先设置一个较小的切割速度，观察在所设置速度 切割样品时切割线弧度的变化，若随着切割时间的延长切割线呈平直状态，说明所设置的切 割速度对于该样品来说较慢，还可以适当的增加；若随着切割时间的延长切割线开始出现一 定的弧度，继续延长切割时间，切割线的弧度保持不变，说明所选择的切割速度适合该样品 的切割，且速度值几乎达到最大切割速度；若随着切割时间的延长切割线的弧度呈逐渐增大 的趋势，则说明所选切割速度过快，应进行适当的减小，否则随着切割时间的延长将会使金 刚石线撑断，因而损坏金刚石线甚至损坏样品。本实验中首先将切割速度设置为 0.5 ㎜/min， 随着切割时间的延长金刚石线不出现弧度，说明切割速度还可以继续增加。将切割速度提升 到 0.8 ㎜/min，观察切割线随着切割时间的延长仍未出现弧度，还可以继续增加。当切割速 度提升到 1 ㎜/min 时金刚石线出现了一定量的弧度，随着切割时间的延长切割线的弧度不 改变，说明此时所选的切割速度适用于该样品的切割。继续提升切割速度到 1.2 ㎜/min 发现 达到切割行程时样品还未被切割开且金刚石切割线的弧度呈现出一定程度的增大量，说明所 设置的切割速度太快。由此可见 1 ㎜/min 的切割速度是该样品的最佳切割速度。因此该样 品的切割速度设置为 1 ㎜/min，样品厚度为 5 ㎜，为保证样品能被完全切割开，所设置切割 行程应大于样品厚度，此时将切割行程设置为 10 ㎜。图 5 为样品切割过程中的状态图，切 割时按所画直线将样品切割开即可。
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块。
金刚石线
石蜡
树脂陶瓷垫块
实验过程：
图 3 实验所用耗材图
样品在进行切割之前首先要对样品进行固定。实验室常用石蜡或胶来固定样品，根据样
品性质或客户要求来选择固定样品的手段。本实验我们选用石蜡来固定样品，石蜡固定样品
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易清洗，固定样品牢固，不会破坏样品。石蜡的融化温度大约 80℃左右，当加热温度超过 80℃一定温度后石蜡就会融化成液体状态。样品再用石蜡固定前要确定样品是否可以进行加 热，对于可以进行加热的样品可以直接放到加热平台上进行加热，对于不能直接进行加热的
样品就要选用其它的手段进行固定。本实验所用样品可以直接进行加热，首先将试样、
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பைடு நூலகம்
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现最少的崩边应选择较小的切割速度和相对小的转数对样品进行切割。
实验结论：
图 6 切割后的样品图
切割多孔白刚玉陶瓷时切割速度应设置为 1 ㎜/min，切割后的样品表面有少许崩边出现，
切割面细致均匀，无明显切割线痕迹。