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關於切割

材料相製備的第一步——了解磨粒濕式切割的原理、切割片選擇與設計。

「切割」經常是材料相(或稱金相)製備之第一個步驟。視料件的尺寸及形狀而定,可能需將它切割(或稱切片 Sectioned)。就平面而言,其變形應盡可能的少,以方便及加速下一步的製備。所以,最適宜的切割方法就是磨粒濕式切割(Abrasive wet cutting)。相對於所需的時間,這方法造成的損害最小。

註:選取的樣品必需能代表所切割之母料(Parent Piece)的特性。

鑽石/立方體氮化硼(CBN)切割片因為磨粒極硬,且用來把這些粒子保持在定位的黏結材甚為耐久,所以具有長效性能。只在金屬盤的周圍(連續輪緣)置放薄薄一層磨粒,這些是屬長效型切割片。其它的磨粒,像金鋼砂(SiC)及氧化鋁,磨損較快也較不貴。因此,切割片的整個本體均由磨粒與黏結材構成。這些稱為自耗型切割片。

磨粒濕式切割

磨粒濕式切割係運用一種由磨粒(Abrasive)及黏結材(Bond)構成的切割片(Cut-off wheels)。冷卻液沖洗切割片,以免磨擦熱使樣品受損。這冷卻液也可移除切割區的碎屑。

切割片的選擇

視待切割的材料而定,可能需要不同成份的切割片。材料的硬度及延展性會影響對切割片的選擇。

  • 陶瓷或燒結碳化物應以金屬或電木黏結材所黏結的鑽石切割片予以切割。
  • 對於鐵系金屬,典型的做法是用電木黏結材所黏結的氧化鋁切割片(Al₂O₃ Wheels)予以切割。另外,使用立方體氮化硼(CBN)來切割較硬鐵系金屬的情形也愈來愈多。
  • 非鐵系金屬係以電木黏結的金鋼砂(SiC)切割片來切割。

切割片的設計

除了磨粒之外,鑽石切割片(Diamond wheels)/立方體氮化硼切割片(CBN wheels)與金鋼砂(SiC)/氧化鋁(Al₂O₃)切割片之間的基本差異在於設計。

切割片特性

1. 長效型切割片(Long-term consumable wheels)

鑽石切割片有兩種,係以不同的黏結材來黏結磨粒。它們分別是使用金屬黏結材(Metal bond)的切割片以及使用電木黏結材(Bakelite bond)的切割片。這兩種均用來切割極硬的材料。金屬黏結材係用於切割較脆的材料,例如陶瓷。電木黏結材則用來切割像燒結碳化物之類的材料。

CBN 切割片只有使用電木黏結材的這一種,它是用來切割很硬的金屬材料,例如白鑄鐵等。

2. 自耗型切割片(Consumable wheels)

這些切割片的切割特性因黏結材的性質而異。黏結材可以按照它們的「硬度」或它們保留或棄置磨粒的能力而分類。「硬」切割片對磨粒的保留能力優於「軟」切割片。「軟」切割片因為在較軟的黏結材破裂時會連續供應新的銳利磨粒,所以用來切割硬質脆性的材料。於切割軟質和延展性材料時,則應使用具有較硬黏結材的切割片。此外,具有較硬黏結材的切割片因為磨損的較慢,所以比較經濟。

針對特定材料選擇正確的切割片十分重要。只有適當的切割片才能確保達到低變形與平整表面。切割後較佳的表面,將使您能更快速的獲得所需的製備結果。

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