氧化鋯陶瓷的磨削加工技術(shù)

   氧化鋯陶瓷具有陶瓷材料共同的高硬度、高脆性和低斷裂韌性等特點(diǎn)，使陶瓷材料在加工過(guò)程中很容易產(chǎn)生變形層、表面/亞表面微裂紋、材料粉末化、模糊表面、相變區域、殘余應力等缺陷限制了陶瓷材料應用范圍的進(jìn)一步擴展。

 陶瓷材料特別是硬度較大的陶瓷材料如氧化鋯陶瓷等素來(lái)便是“加工困難戶(hù)”，以致陶瓷精密元件的加工費用占到成本的30%-60%，有的甚至高達90%。因此探索陶瓷材料的精密、高效、低成本加工方法就顯示尤為重要。鑫騰輝數控根據市場(chǎng)需求，專(zhuān)注生產(chǎn)各種型號的陶瓷雕銑機，可滿(mǎn)足所有硬質(zhì)新材料的加工，陶瓷專(zhuān)用雕銑機就是為了滿(mǎn)足這樣的加工需求專(zhuān)門(mén)設計生產(chǎn)的一種數控機床。

一、氧化鋯陶瓷磨削加工技術(shù)

    磨削加工作為陶瓷機械加工的主要手段，也是目前氧化鋯陶瓷的主要機械加工方法。隨著(zhù)國內外眾多學(xué)者不斷深入和發(fā)展，已逐步形成一系列的理論指導，磨削加工方法和手段也在不斷的變化和更新。下文將對磨削加工理論及相關(guān)工藝進(jìn)展做簡(jiǎn)單整理。

1、延性域磨削加工技術(shù)

    延性域磨削技術(shù)主要是針對脆性材料而言，致力于追求無(wú)損傷的磨削。在磨削脆性材料時(shí)，切屑的形成與磨削金屬等塑性材料類(lèi)似，“切屑”通過(guò)剪切的形式被磨料從集體上切除下來(lái)，磨削后的表面和亞表面沒(méi)有裂紋形成，也沒(méi)有脆性剝落時(shí)的凹凸不平現象產(chǎn)生，避免了亞表面裂紋的發(fā)生，是一種損傷極小的磨削方式，在陶瓷、玻璃、光學(xué)和半導體領(lǐng)域有廣闊的應用前景。

    技術(shù)要點(diǎn)：該技術(shù)是主要采用高剛度高分辨率的磨床，通過(guò)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機制由原來(lái)的脆性斷裂變?yōu)樗苄粤鲃?dòng)，選擇合適的磨削參數及砂輪的特性參數，來(lái)取得較好的加工表面。

圖2 兩種脆性材料的去除機理：a脆性斷裂去除，b塑性流動(dòng)去除

圖片解析：塑性和脆性是硬脆材料的兩個(gè)及基本性質(zhì)，在常規條件下，硬脆材料其屈服強度與斷裂強度非常接近，因此加工時(shí)，磨粒和材料接觸區的應力首先達到斷裂強度，形成裂紋尖端，裂紋尖端擴展形成裂紋，最后斷裂生成磨屑，加工表面損傷嚴重，亞表面殘留一定深度的裂紋，見(jiàn)上圖a。當去除材料的未變形厚度減小到臨界值以下，就會(huì )出現脆性延性轉變，磨料和陶瓷材料的接觸區應力首先達到剪切強度極限，產(chǎn)生塑性流動(dòng)，進(jìn)而形成切屑，從而實(shí)現延性域加工，見(jiàn)上圖b。

應用示例：杜建華等采用粒度為W0.5微粉金剛石砂輪對氧化鋯陶瓷的磨削實(shí)驗表明，在砂輪線(xiàn)速度Vs=11.8m/s，進(jìn)給速度V1=40mm/min，可獲得表面粗糙度Ra=3nm的超光滑鏡面。厚度較小氧化鋯陶瓷工件采用普通磨削時(shí)會(huì )由于微小震動(dòng)產(chǎn)生裂紋，而延性域磨削是加工陶瓷材料無(wú)損加工的一種方式。

     鑫騰輝數控根據市場(chǎng)需求，專(zhuān)注生產(chǎn)各種型號的陶瓷雕銑機，可滿(mǎn)足所有硬質(zhì)新材料的加工，鑫騰輝自成立至今，擁有雄厚的機械生產(chǎn)能力和強大的技術(shù)研發(fā)隊伍，技術(shù)精湛，配套完善，科研實(shí)力雄厚。公司一直圍繞“以客戶(hù)需求為導向，以技術(shù)創(chuàng )新為引領(lǐng)”的理念，不斷研發(fā)出業(yè)界領(lǐng)先的各類(lèi)數控設備，廠(chǎng)家聯(lián)系電話(huà)：136 998 99025。