陶瓷材料的加工可根据材料的种类、工件的形状、加工精度、表面粗糙度、机工效率和加工成本等因素选择不同的加工方法。传统机械加工技术机械加工是陶瓷材料的传统加工技术,也是应用范围最广的加工方法。陶瓷机械加工主要是指对陶瓷材料进行车削、磨削、钻孔等。其工艺简单,加工效率高,但由于陶瓷材料的高硬、高脆,机械加工难以加工形状复杂、尺寸精确度高、表面粗糙度低、高可靠性的陶瓷部件。
陶瓷车削加工
车削加工(cutting)是利用金刚石、立方氮化硼、硬质合金等超硬刀具对陶瓷材料进行加工,通常采用湿法切削,即不断向刀具喷射切削液。使用切削液的主要目的是带走切削碎屑,减少刀具与材料的摩擦,降低刀具和加工材料的温度,延长刀具使用寿命,减少材料表面损伤等。刀具、切削液的选择,刀具切削进给速度,进给量等工艺参数的优化,是陶瓷材料车削加工的研兖热点问题。
磨削和陶瓷抛光加工
陶瓷烧结体或切削表面
由于在成型、烧结以及加工过程中引入大量凹痕、微裂纹等缺陷,在工程使用及力学性能测试之前通常须经过磨削( grinding)、研磨和抛光( polishing)处理。这三个过程的加工精度从左至右呈增大变化。加工机理都是通过在一定压力作用下,随着磨料与材料表面的相互运动,磨料颗粒与元件表面凹凸峰相互摩擦以实现材料表面的平整化。磨削、研磨、抛光过程中,摩擦产生大量的热量。Imanake、Suga等提出了化学机械加工陶瓷材料的材料加工新思路。其基本原理是:磨料、磨削液、材料组分在摩擦生热作用下发生化学反应,生成软质或低共熔点的化合物,故加工效率提高,加工质量明届改善。
由于在成型、烧结以及加工过程中引入大量凹痕、微裂纹等缺陷,在工程使用及力学性能测试之前通常须经过磨削( grinding)、研磨和抛光( polishing)处理。这三个过程的加工精度从左至右呈增大变化。加工机理都是通过在一定压力作用下,随着磨料与材料表面的相互运动,磨料颗粒与元件表面凹凸峰相互摩擦以实现材料表面的平整化。磨削、研磨、抛光过程中,摩擦产生大量的热量。Imanake、Suga等提出了化学机械加工陶瓷材料的材料加工新思路。其基本原理是:磨料、磨削液、材料组分在摩擦生热作用下发生化学反应,生成软质或低共熔点的化合物,故加工效率提高,加工质量明届改善。
陶瓷钻孔加工
陶瓷发动机、航天航空、化工机械等工程领域,通常需要对材料进行钻孔加工。尤其是带有螺纹的孔洞的加工是陶瓷材料加工工艺要求极高的工艺过程。目前机械钻削方法只能加工数毫米的陶瓷孔洞。微小孔洞的加工需要超声、激光、放电加工以及机械加工等的复合加工。
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本文“先进陶瓷材料加工技术”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2019-03-16 14:46:21
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