中國(guó)粉體網(wǎng)訊  工程陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、抗腐蝕、絕熱性好等優(yōu)異性能，在能源、機(jī)械電子、航空航天、計(jì)算機(jī)、生物工程等領(lǐng)域日益顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但是工程陶瓷一般具有抗剪切應(yīng)力很高而抗拉伸力極低、彈性模量大、脆性大等特性，使其加工成本高、效率低、加工質(zhì)量不理想。

陶瓷材料的加工可根據(jù)材料的種類、工件的形狀、要求加工精度、表面粗糙度、加工效率和加工成本等因素選擇不同的加工方法。

工程陶瓷的傳統(tǒng)加工

車削加工

車削加工主要是用金剛石刀具切削高硬度、高耐磨性的工程陶瓷。多晶金剛石刀具難以產(chǎn)生光滑的切削刃，一般只用于粗加工；對(duì)陶瓷材料進(jìn)行精車時(shí)，使用天然單晶金剛石刀具，切削時(shí)采用微切削方式。由于工程陶瓷材料硬度和脆性非常大，車削難以保證其精度要求，加工效率低。

切削加工

切削加工是利用金剛石、立方氮化硼硬質(zhì)合金鋼等超硬刀具等對(duì)陶瓷材料進(jìn)行平面加工，通常采用濕法切削，即不間斷向刀具噴射切削液。由于加工過(guò)程材料表面受到機(jī)械應(yīng)力作用，容易在材料表面產(chǎn)生凹坑、崩口及表下層微裂紋。

磨削加工

磨削加工是目前已有加工方法中應(yīng)用最多的一種。磨削加工所用砂輪一般選用金剛石砂輪。金剛石砂輪磨削去除材料是由于磨粒切入工件時(shí)，磨粒切削刃前方的材料受到擠壓，當(dāng)壓力值超過(guò)陶瓷材料承受極限時(shí)被壓潰形成碎屑。另一方面磨粒切入工件時(shí)，由于壓應(yīng)力和摩擦熱的作用，磨粒下方的材料會(huì)產(chǎn)生局部塑性流動(dòng)，形成變形層。當(dāng)磨粒劃過(guò)后，由于應(yīng)力的消失，引起變形層從工件上脫離形成切屑。在材料去除的整個(gè)過(guò)程中，前刀面壓潰去除是主要的。在磨削加工中切屑不易排除，加工效率低，砂輪磨損嚴(yán)重，加工成本高。

陶瓷材料的鉆孔

陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)、航天航空、化工機(jī)械等工程領(lǐng)域，通常需要對(duì)材料進(jìn)行孔洞等鉆削加工。目前機(jī)械鉆削方法只能加工數(shù)毫米的陶瓷孔洞。微小孔洞的加工需要超聲、激光、放電加工以及機(jī)械加工等加工技術(shù)的復(fù)合加工。

工程陶瓷的特種加工

激光加工

激光加工是利用高能量密度的均勻激光束作為熱源，在加工陶瓷材料表面局部點(diǎn)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，局部點(diǎn)熔融或汽化而去除材料。激光加工是一種無(wú)接觸、無(wú)摩擦式加工技術(shù)。加工過(guò)程中不需模具，通過(guò)控制激光束在陶瓷材料表面的聚焦位置，實(shí)現(xiàn)三維復(fù)雜形狀材料的加工。

電火花加工

電火花加工又稱作電蝕加工或放電加工，是利用工具電極和工件電極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工的一種無(wú)接觸式精細(xì)熱加工技術(shù)。其原理是首先將形模（刻絲）和加工元件分別作為電路的陰、陽(yáng)極，液態(tài)絕緣電介質(zhì)將兩極分開(kāi)，通過(guò)懸浮于電解質(zhì)中的高能等離子體的刻蝕作用，表層材料發(fā)生熔化、蒸發(fā)或熱剝離而達(dá)到加工材料的目的。由于加工過(guò)程模具未與工件直接接觸，故無(wú)機(jī)械應(yīng)力作用于材料表面，理論上能加工任何高硬度、高致密的物質(zhì)。

超聲波加工

超聲波（振動(dòng)頻率超過(guò)16000次的振動(dòng)波）加工是利用產(chǎn)生超聲振動(dòng)的工具（模具），帶動(dòng)工具和陶瓷元件間的磨料和懸浮液，沖擊和拋售元件進(jìn)行加工。隨著工具在三維方向上的進(jìn)給，工具端部的形狀被逐步復(fù)制在陶瓷元件上。常用的磨料是碳化硼、碳化硅和氧化鋁等。一般選用的工作液為水，為提高表面材料的加工質(zhì)量，也可用煤油或機(jī)油作液體介質(zhì)。

微波加工

微波是一種頻率范圍300MHz~3000GHz的電磁波，微波電磁能量能穿透介質(zhì)材料，傳送到有耗物質(zhì)的內(nèi)部，并與物體的原子、分子互相碰撞、摩擦，從而使物體發(fā)熱，熔融甚至汽化。由于微波加熱具有內(nèi)外同熱、熱應(yīng)力小、效率高、加熱速度快、成本低、具有選擇性等特點(diǎn)，因此被廣泛地應(yīng)用于陶瓷燒結(jié)與焊接、化學(xué)合成與消解、刻蝕鍍膜、手術(shù)殺菌、材料改性等方面。

參考資料：

黃宇婷.工程陶瓷加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究

王瑞剛.可加工陶瓷及工程陶瓷加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

羅志海.工程陶瓷加工技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

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