氧化锆陶瓷磨削加工方法---延性域磨削

氧化锆陶瓷在进行加工成型的过程中有一个相当重要的一环，那就是陶瓷磨削加工，下面科众陶瓷厂带大家了解一下延性域磨削加工方法。
 

陶瓷材料特别是硬度较大的陶瓷材料如氧化锆陶瓷等素来便是“加工困难户”，以致陶瓷精密零件的加工费用占到成本的30%-60%，有的甚至高达90%。因此探索陶瓷材料的精密、高效、低成本加工方法就显示尤为重要。

氧化锆陶瓷结构件

氧化锆陶瓷磨削加工技术：

磨削加工作为陶瓷机械加工的主要手段，也是目前氧化锆陶瓷的主要机械加工方法。随着国内外众多学者不断深入和发展，已逐步形成一系列的理论指导，磨削加工方法和手段也在不断的变化和更新。下文将对磨削加工理论及相关工艺进展做简单整理。

延性域磨削加工技术

延性域磨削技术主要是针对脆性材料而言，致力于追求无损伤的磨削。在磨削脆性材料时，切屑的形成与磨削金属等塑性材料类似，“切屑”通过剪切的形式被磨料从集体上切除下来，磨削后的表面和亚表面没有裂纹形成，也没有脆性剥落时的凹凸不平现象产生，避免了亚表面裂纹的发生，是一种损伤极小的磨削方式，在陶瓷、玻璃、光学和半导体领域有广阔的应用前景。

技术要点：该技术是主要采用高刚度高分辨率的磨床，通过控制磨削深度，使脆性材料以延性域的模式去除，也就是脆性材料的磨削机制由原来的脆性断裂变为塑性流动，选择合适的磨削参数及砂轮的特性参数，来取得较好的加工表面。

 两种脆性材料的去除机理：a脆性断裂去除，b塑性流动去除

图片解析：塑性和脆性是硬脆材料的两个及基本性质，在常规条件下，硬脆材料其屈服强度与断裂强度非常接近，因此加工时，磨粒和材料接触区的应力首先达到断裂强度，形成裂纹尖端，裂纹尖端扩展形成裂纹，最后断裂生成磨屑，加工表面损伤严重，亚表面残留一定深度的裂纹，见上图a。当去除材料的未变形厚度减小到临界值以下，就会出现脆性延性转变，磨料和陶瓷材料的接触区应力首先达到剪切强度极限，产生塑性流动，进而形成切屑，从而实现延性域加工，见上图b。

应用示例：采用粒度为W0.5微粉金刚石砂轮对氧化锆陶瓷的磨削实验表明，在砂轮线速度Vs=11.8m/s，进给速度V1=40mm/min，可获得表面粗糙度Ra=3nm的超光滑镜面。厚度较小氧化锆陶瓷工件采用普通磨削时会由于微小震动产生裂纹，而延性域磨削是加工陶瓷材料无损加工的一种方式。