소결 전 알루미나 세라믹 블랭크 Ø480mm. 목표: 최종 소결 전에 절단하여 가공 여유 및 후속 공정 비용을 줄입니다. 제약 조건: 이 단계에서 재료는 깨지기 쉽습니다. 너무 많은 절단력이 가장자리 균열 또는 공작물 파손을 유발합니다.
이 사례에서는 절단에 접근한 방법, 건식 절단이 필요한 이유, 이 크기의 공작물에 대한 매개변수 설정이 어떻게 이루어졌는지 설명합니다.
The Application
대형 알루미나 세라믹 부품을 생산하는 제조업체는 최종 소결 단계 전에 소결 전 블랭크를 성형해야 했습니다.
논리는 간단합니다. 완전 소결 후의 알루미나 세라믹은 모스 경도 9에 도달합니다. 이는 가장 단단한 산화물 세라믹 중 하나입니다. 이 단계에서 절단하려면 공격적인 매개변수가 필요하고 상당한 열이 발생하며 더 긴 가공 시간이 필요합니다. 동일한 형상을 소결 전 단계, 즉 재료가 아직 비교적 부드러울 때 절단하면 블랭크가 완전한 밀도와 경도에 도달한 후 필요한 단단한 가공량이 줄어듭니다.
단점은 취약성입니다. 소결 전 알루미나는 완전히 융합된 세라믹 입자가 아닌 바인더에 의해 함께 고정됩니다. 충격, 열 충격 또는 높은 측면 절단력을 견딜 수 없습니다. 소결 전에 절단을 올바르게 수행하면 나중에 작업량이 줄어들고, 잘못 수행하면 파손된 블랭크와 재료 낭비가 발생합니다.
도전
이 응용 프로그램을 어렵게 만든 두 가지가 있습니다.
첫째, 공작물 크기입니다. Ø480mm는 대형 세라믹 블랭크입니다. 중간 높이의 절단 코드는 최대치에 가까우며 전체 직경에 가깝습니다. 길고 지지되지 않은 와이어 스팬은 와이어 활 위험을 초래합니다. 장력이 불충분하면 절단 하중으로 인해 와이어가 처져 테이퍼 또는 활 모양의 절단 표면이 생성됩니다. 치수 정확도가 저하되고 후속 소결 사양 계산도 마찬가지입니다.
둘째, 냉각수는 사용할 수 없습니다. 소결 전 알루미나는 다공성이며 바인더로 고정된 컴팩트입니다. 물이나 기름이 재료에 침투하여 바인더 시스템을 파괴하고 가마에 도달하기 전에 블랭크가 팽창, 박리 또는 구조적 파손을 일으킬 수 있습니다. 유일하게 실행 가능한 절단 방법은 건식 절단이며, 먼지 추출이 전체적으로 작동됩니다.
그것은 당신의 선택을 제한합니다. 파편을 씻어내고 와이어 접촉 영역을 냉각하는 냉각수 없이, 보상이 아닌 설계에 의해 낮은 열과 낮은 절단력을 생성하는 공정이 필요합니다.
접근 방식
당사는 VIMFUN SV60-60 연속 다이아몬드 와이어 톱을 사용했습니다. 이 톱은 대형 세라믹 및 흑연 블랭크용으로 제작된 수직 축 기계로, 직경 600mm까지의 작업 테이블 용량을 갖추고 있습니다.
절단 설정:
| 매개변수 | 가치 |
|---|---|
| 작업물 | 소결 전 알루미나 세라믹 블랭크 |
| 지름 | Ø480mm |
| 기계 | VIMFUN SV60-60 |
| 다이아몬드 와이어 직경 | Ø0.8mm |
| 와이어 속도 | 40–50m/s |
| 와이어 장력 | 150–180N |
| 피드 속도 | 50–80mm/분 |
| 냉각 | 건식 절단 + 연속 먼지 추출 |
왜 Ø0.8mm 와이어인가? 이 크기의 블랭크의 경우 와이어 강성이 중요합니다. 더 얇은 와이어는 긴 스팬에서 더 많이 처집니다. Ø0.8mm 직경은 과도한 활 없이 전체 직경에 걸쳐 직선 절단 경로를 유지하기에 충분한 강성을 제공합니다. 이는 더 넓은 커프를 희생시키지만, 여기서는 충분한 재료 여유가 있는 소결 전 블랭크를 절단하므로 허용됩니다.
왜 150–180N 장력인가? 이 범위는 와이어가 중간 스팬에서 처짐에 저항할 만큼 팽팽하게 유지하면서, 시작 및 끝 가장자리에서 깨지기 쉬운 소결 전 구조를 스트레스할 임계값 아래에 유지합니다. 낮은 장력은 활로 인한 치수 오류를 유발할 위험이 있습니다. 높은 장력은 소결 전 재료가 측면 힘에 가장 많이 노출되는 와이어 시작 지점에서 가장자리 파손을 유발할 위험이 있습니다.
왜 50–80mm/분 공급 속도인가? 이것은 소결 전 단계에서 절단하는 가장 명확한 이점 중 하나입니다. 모스 경도 9의 완전 소결 알루미나는 칩핑 및 표면 균열을 피하기 위해 일반적으로 2–10mm/분의 보수적인 공급 속도가 필요합니다. 훨씬 낮은 경도로 여전히 바인더로 고정된 소결 전 알루미나는 칩핑을 낮게 유지하면서 5–10배 더 빠르게 공급할 수 있습니다. 50–80mm/분 범위는 이 단계에서 재료의 반응을 반영합니다. 효율적으로 절단할 만큼 빠르지만, 건식 절단 조건과 먼지 추출 시스템이 열 축적 없이 커프를 깨끗하게 유지할 만큼 보수적입니다. 범위의 낮은 쪽은 지지되지 않은 재료가 끝 칩핑에 가장 취약한 공작물 가장자리에 접근할 때 적용됩니다.
지속적으로 움직이는 다이아몬드 와이어는 단일 지점에 힘을 집중시키는 대신 와이어의 전체 루프에 걸쳐 절단 접촉을 분산시킵니다. 깨지기 쉬운 소결 전 재료의 경우 이것이 중요합니다. 간헐적이거나 높은 충격 절단 방법은 소결 전 세라믹이 흡수할 수 없는 충격 하중을 생성합니다. 연속 루프는 이를 제거합니다.
결과
생성된 절단은 낮은 가장자리 칩핑으로 깨끗한 표면을 생성하여 소결 후 가공 여유 감소에 대한 고객의 목표를 충족했습니다. 직선 절단 형상은 눈에 띄는 활이나 테이퍼 없이 전체 직경에 걸쳐 유지되었습니다.
먼지 추출을 이용한 건식 절단은 공정 전체에서 알루미나 분말을 효과적으로 관리했습니다. 공작물은 절단 단계를 손상 없이 통과했고, 최종 소결을 거쳐, 소결 후 절단된 블랭크보다 제거할 재료가 적은 상태로 단단한 가공 단계에 들어갔습니다.
왜 소결 전에 절단하는가
대형 알루미나 부품의 경우 소결 전 절단의 경제성은 상당합니다. 완전 소결 알루미나 가공은 느리고 도구가 많이 필요하며 신중한 관리가 필요한 열을 발생시킵니다. 소결 전 단계에서 제거된 모든 밀리미터의 여유는 소결 단계에서 절약되는 수 분의 단단한 가공 시간입니다.
접근 방식은 다음과 같은 경우에 작동합니다.
- 형상이 소결 전 경도에서 달성 가능할 때 (대부분의 외부 모양, 평면, 대형 보어 절단)
- 치수 공차는 소결 수축을 고려합니다 (알루미나의 경우 일반적으로 선형으로 15–20%)
- 제조업체는 녹색 본체를 손상시키지 않고 절단할 수 있는 공정 제어 기능을 갖추고 있습니다.
이는 엄격한 소결 후 공차를 요구하는 기능에는 작동하지 않습니다. 이러한 기능은 여전히 소결 후 완료해야 합니다. 그러나 대형 블랭크의 대량 재료 제거의 경우, 소결 전에 절단하는 것이 더 효율적인 순서입니다. 당사의 개요를 참조하십시오. 첨단 세라믹 절단 이것이 더 넓은 공정에 어떻게 들어맞는지에 대한 것입니다.
귀하의 응용 프로그램에 도움을 드릴 수 있습니까?
대형 사전 소결 세라믹 블랭크(알루미나, 지르코니아 또는 기타 첨단 세라믹)를 절단하는 경우, 여기의 설정은 시작 참조점을 제공합니다. 귀하의 애플리케이션에 대한 주요 변수는 작업물 크기, 필요한 절단 직진도, 그리고 블랭크 형상 및 바인더 시스템이 건식 절단 조건을 견딜 수 있는지 여부입니다.
저희는 다음으로 작업합니다. 끝없는 다이아몬드 와이어 루프 직경 0.35mm에서 1mm 이상까지, 데스크톱 정밀 장치부터 500mm 이상의 블랭크를 처리하는 대형 시스템까지 다양한 크기의 기계에서 사용됩니다. 위의 매개변수 범위는 시작점이며, 실제 공급 속도와 장력은 특정 재료 등급 및 바인더 제형에 대한 최초 품목 검증이 필요합니다.
절단해야 하는 사전 소결 세라믹 블랭크가 있는 경우, 직경, 목표 절단 형상 및 재료 등급을 보내주십시오. SV60-60 또는 다른 구성이 귀하의 애플리케이션에 적합한지, 그리고 귀하의 작업물에 대한 설정이 어떻게 될지 논의할 수 있습니다. 와이어 속도, 장력 및 공급 속도 설정은 귀하의 작업물에 어떻게 보일 것입니다.
