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氧化鋯陶瓷磨削加工方法---延性域磨削

氧化鋯陶瓷在進行加工成型的過程中有一個相當重要的一環(huán),那就是陶瓷磨削加工,下面科眾陶瓷廠帶大家了解一下延性域磨削加工方法。

氧化鋯陶瓷在進行加工成型的過程中有一個相當重要的一環(huán),那就是陶瓷磨削加工,下面科眾陶瓷廠帶大家了解一下延性域磨削加工方法。
 

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便是“加工困難戶”,以致陶瓷精密零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。


氧化鋯陶瓷結(jié)構(gòu)件

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。隨著國內(nèi)外眾多學者不斷深入和發(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)工藝進展做簡單整理。


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,致力于追求無損傷的磨削。在磨削脆性材料時,切屑的形成與磨削金屬等塑性材料類似,“切屑”通過剪切的形式被磨料從集體上切除下來,磨削后的表面和亞表面沒有裂紋形成,也沒有脆性剝落時的凹凸不平現(xiàn)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、光學和半導體領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。


技術(shù)要點:該技術(shù)是主要采用高剛度高分辨率的磨床,通過控制磨削深度,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的脆性斷裂變?yōu)樗苄粤鲃樱x擇合適的磨削參數(shù)及砂輪的特性參數(shù),來取得較好的加工表面。

 兩種脆性材料的去除機理:a脆性斷裂去除,b塑性流動去除


圖片解析:塑性和脆性是硬脆材料的兩個及基本性質(zhì),在常規(guī)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,磨粒和材料接觸區(qū)的應(yīng)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,見上圖a。當去除材料的未變形厚度減小到臨界值以下,就會出現(xiàn)脆性延性轉(zhuǎn)變,磨料和陶瓷材料的接觸區(qū)應(yīng)力首先達到剪切強度極限,產(chǎn)生塑性流動,進而形成切屑,從而實現(xiàn)延性域加工,見上圖b。


應(yīng)用示例:采用粒度為W0.5微粉金剛石砂輪對氧化鋯陶瓷的磨削實驗表明,在砂輪線速度Vs=11.8m/s,進給速度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會由于微小震動產(chǎn)生裂紋,而延性域磨削是加工陶瓷材料無損加工的一種方式。

 

 

 


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本文“氧化鋯陶瓷磨削加工方法---延性域磨削”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-20 10:54:34
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