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几种先进陶瓷加工技术

文章出处:摘录网责任编辑:胡尊芳作者:胡尊芳人气:-发表时间:2017-03-06 15:40:00【

随着微电子技术和信息技术的快速发展,新材料产业应用领域的重点已经从结构材料转向功能材料,尤其在先进陶瓷材料应用方面,具有不同性能的陶瓷材料相继实现产业化,逐步成为高技术发展的重点关键材料。但由于大部分先进陶瓷属于硬脆材料,加工难度很大,其最终加工精度、表面加工质量和损伤层深度,直接对终端产品的性能产生影响,因此,先进陶瓷在加工过程中选择的工艺方法就尤为重要。
一、传统机械加工
  目前,机械加工是先进陶瓷加工技术应用最为广泛的的加工方法。机械加工主要包括车削、切削、磨削、钻孔等。其优点是工艺简单,加工效率高。缺点是由于陶瓷材料的高硬、高脆,机械加工难以加工形状复杂、尺寸精度高、表面粗糙度低、高可靠性的先进陶瓷部件。
1、车削加工
车削加工主要是用金刚石刀具切削高硬度、高耐磨性的陶瓷。多晶金刚石刀具难以产生光滑的切削刃,一般只用于粗加工;对陶瓷材料进行精车时,使用天然单晶金刚石刀具,切削时采用微切削方式。由于工程陶瓷材料硬度和脆性非常大,车削难以保证其精度要求,加工效率低
2切削加工
切削加工是利用金刚石、立方氮化硼、硬质合金钢等超硬刀具对陶瓷材料进行平面加工,通常采用湿法切削,即不间断向刀具喷射切削液。由于加工过程中,材料表面受到机械应力作用,容易在材料表面产生凹坑、崩口、表面及表下层微裂纹。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,是目前先进陶瓷材料切削加工的研究热点领域。
3磨削加工
磨削加工是目前已有加工方法中应用最多的一种。磨削加工所用砂轮一般选用金刚石砂轮。
4陶瓷材料的钻孔
 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孔洞等钻削加工。尤其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、放电加工技术的复合加工。
二、先进加工方法
1激光加工
激光加工是利用高能量密度的均匀激光束作为热源,在加工陶瓷材料表面局部点产生瞬时高温,局部点熔融或汽化而去除材料。
其优点是:
a 激光切割过程中只须定位而不需夹紧,无“刀具”磨损、无 “切削力”作用于工件上;
b 加工速度快,可切不穿透的盲槽,噪声低、无公害,使板材的切割效率提高8~20 倍;
c 能实现极小缝宽的切割,节省材料20~30,可以大大降低生产成本;
d 加工精度高,产品质量可靠,还具有能缩短生产周期、可以进行选择性加工、精密加工等优点。
2电火花加工
电火花加工又称作电蚀加工或放电加工,是利用工具电极和工件电极问脉 冲放电时产生的电蚀现象对材料进行加工的一种无接触式精细热加工技术。电火花加工是制备高尺寸精度、低表面粗糙度、复杂形状高性能陶瓷元件很有应用前景的加工技术。近年来发展起来的电火花加工新技术很多,其中在陶瓷加工方面应用最广泛的主要有微细电火花加工、微细电火花切割加工、混粉工作液电火花镜面加工
其优点是
a 电火花加工在不降低材料表面质量的条件下可提高加工效率;
b 可以进行成形、穿孔和切割加工各种形状复杂的先进陶瓷零件,完成传统加工技术很难完成的工作;
c 脉冲放电持续的时间很短,冷却作用好,加工表面的热影响极小;
d 直接利用电能进行加 工,便于实现加工自动化。
3超声波加工
超声波加工是利用产生超声振动的工具,带动工具和陶瓷元件间的磨料悬 浮液,冲击和抛磨元件进行加工。常用的磨料是碳化硼、碳化硅和氧化铝等。一般选用的工作液为水,为提高材料表面的加工质量,也可用煤油或机油作液体介质。
 

此文关键字:碳化硅陶瓷

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