特种陶瓷第六章陶瓷材料的加工.pptVIP

陶瓷加工成一定形状和尺寸后，才能将这些功能定量地表示出来，加工后的陶瓷就成为零(部)件或制品。 陶瓷与金属或塑料相比，适用范围限制的原因：形状、尺寸难以控制，不能将定性功能进行精密的定量所致。 用于机械方面的结构陶瓷材料，要在它的某些部位与金属部件进行紧密的结合或配合。 陶瓷的加工可定义为： 将一定的能量供给具有某些性能的材料，使形状、尺寸、表面光洁度、物性等达到一定要求的过程。 6.1机械加工 2） 磨削加工 （1） 基本原理 磨削加工过程是高速旋转的砂轮的磨粒对被磨削层的挤压过程 磨削过程中有的磨粒起切削作用，有的起刻划作用，有的则仅起摩擦抛光作用。 陶瓷零件经磨削加工后尺寸精度可以达到 SJ 1782-81规定的1级精度，表面粗糙度可达金属标准Ra 1.6以上，并能获得精确的几何形状。 （2） 磨料的种类 磨料种类：天然磨料和人造磨料两大类。适合陶瓷加工用的人造磨料有碳化硅类和超硬类磨料两类。 a.碳化硅类磨料 碳化硅类磨料硬度比刚玉高，磨料刃口锋利，导热性好，但韧性差，不宜磨削钢材等，却适用于磨削脆性材料。它是加工陶瓷、玻璃等脆硬材料的最佳磨料之一。 (2) 超硬类磨料 人造金刚石是目前世界上已知材料中最硬的一种。其刃角非常锋利，且能长时间地保持，适用于加工一般磨料难以加工的高硬度材料。它具有磨削性能好、切削效率高、磨削力小、磨削温度低等优点。 3) 砂轮 砂轮是将分散的磨粒用结合剂粘合在一起后而制成的不同形状的磨具。 (1) 砂轮的硬度 砂轮的硬度是指磨粒受磨削力作用时脱落的难易程度，与磨料的硬度是两个不同的概念。砂轮过硬或过软都直接影响产品加工质量和产量。 (2) 砂轮的组织 砂轮的组织是表示砂轮松紧程度的，它与磨粒结合剂与气孔三部分的体积比例有关。通常用砂轮中磨料所占体积的百分比来表示砂轮的松紧程度，可分为紧、中等、松三大类和十二个组织级别。 (3) 砂轮的强度 砂轮的强度一般用安全线速度来表示。使用时砂轮的圆周线速度不能超过规定的安全线速度。普通砂轮的安全线速度为35m/s。 (4) 砂轮的尺寸和形状 不同类型规格的磨床都明确规定所用砂轮的形状和尺寸。 4) 磨削的类型 磨削加工的形式很多，有外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、无心磨削等； 按砂轮工作表面来区分，磨削加工：周边磨削、端面磨削、成型磨削。 平面磨削分为适用于精磨的圆周磨削、适用于粗磨的端面磨削、转盘式研磨。 外圆磨削的方法有：纵向磨削法、切入磨削法、综合磨削法、深度磨削法。 6.3 研磨与抛光 研磨、抛光加工：用游离磨料对被加工表面材料产生微细去除作用以达到加工效果的一种超精加工方法。 在陶瓷材料的超精加工与光整加工中，特别是在用于陶瓷轴承的陶瓷球的精密加工中，研磨、抛光加工有着不可替代的位置。 3. 研磨与抛光 3. 研磨与抛光 图3说明在加工面上产生的微小裂纹趋于长大，然后尖端脱离。 影响加工特性的主要因素有研具的种类、磨粒的种类和大小、研磨液、加压压力、加工速度等。 抛光的目的是使表面光滑。 抛光时采用软质、富于弹性或粘弹性的工具(抛光机)及微粉磨料。抛光与研磨的差别在于磨粒的大小和保持磨粒的方法不同。 3. 研磨与抛光 1) 陶瓷的研磨与抛光机理 研磨加工一般使用较大粒径的磨粒，其刃口曲率半径较大，常采用钝角压痕器的磨削分析模型，在研磨硬脆材料时，磨料具有滚压作用，而嵌入研具中磨粒的外露刃口通过微切削作用而去除材料。 抛光使用较小粒径的磨粒，曲率半径小，可用锐角压痕器磨削模型，加工表面的抛光是以磨粒的微小塑性切削，生成切屑而去除材料的。 3. 研磨与抛光 由于接触表面局部高温和高压，生成化学反应物由抛光盘不断将材料去除的。当用软质研磨抛光盘时，可用伴随着滑动的压痕器磨削模型，材料是以局部微裂纹扩展，塑性流动和界面反应去除材料的。 光学玻璃、蓝宝石等光学材料，硅片、GaAs基片等半导体材料，Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷等陶瓷材料的镜面加工大多采用研磨、抛光加工方法。 3. 研磨与抛光 研磨加工是介于脆性破坏与弹性去除之间的一种加工方法， 抛光加工基本上是在材料的弹性去除范围内进行。 研磨、抛光加工由于材料去除量小，加工效率低，一般只用于超精加工的最终工序。 研磨、抛光加工的材料去除率与被