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金刚石线锯切割碳化硅陶瓷的机理与工艺研究*

2021-07-21陈勇彪张松辉张晓红尉迟广智蒋如意周莹英

金刚石与磨料磨具工程 2021年3期

陈勇彪, 张松辉, 张晓红, 尉迟广智, 段 佳, 蒋如意, 周莹英

(1. 湖南科美达电气股份有限公司, 湖南 岳阳 414022)

(2. 湖南理工学院 机械工程学院, 湖南 岳阳 414006)

工程陶瓷具有轻质、抗腐蚀、耐高温、耐磨损、热膨胀系数小、抗热震能力强和摩擦系数低等优异性能,已被广泛应用于各个领域。碳化硅陶瓷就是工程陶瓷家族中综合性能较优良的材料之一。目前,碳化硅陶瓷主要用于航空航天、建筑建材、国防军工等工业领域。但是,碳化硅陶瓷具有与其他工程陶瓷材料一样的高硬度和高脆性,该特性使碳化硅陶瓷在加工时的材料去除率很低,且易出现表面损伤,同时加工成本很高[1]。

近年来,切割技术广泛用于工程陶瓷的切割加工中,但碳化硅陶瓷的莫氏硬度高达9.2~9.3,仅次于超硬材料金刚石的,使用传统切割方式对其切割难度较大,且难以获得好的加工表面[2-3]。金刚石线锯切割技术是近年发展起来用于硬脆性材料切割加工的新技术,其特点是切割效率高、材料表面损伤小、节能环保等,因而在碳化硅陶瓷切割时应用该技术,有利于提高碳化硅陶瓷的切割效率、降低其表面损伤等[4-5]。然而,工件锯切所形成的表面形貌和表面粗糙度等直接决定材料的加工质量。因此,如何优化金刚石线锯切割工艺,以获得高精度的切割表面,对工件的精密锯切研究具有重要意义[6-8]。

国内外学者对金刚石线锯切割技术进行了较广泛的研究。WISNIEWSKA[9]研究了应用金刚石线锯切割镁合金的可能性,结果表明:金刚石线锯能够有效切割镁合金,金刚石线锯只轻微磨损,切割后的工件表面粗糙度值维持在0.7 μm。……

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