工程陶瓷材料加工技术的研究进展

简要综述了近年国内外关于陶瓷材料加工技术方面取得的研究进展。包括工程陶瓷材料难加工的理论基础研究，磨削机理，超精密磨削，高效磨削加工等方面的研究动态。     

工程陶瓷材料磨削加工工艺研究现状与进展

工程陶瓷材料的可加工性与金属相比相差较多,其加工工艺也与金属存在很大的不同。磨削加工工艺是现今最成熟的陶瓷材料加工工艺,本文综述了近年来国内外工程陶瓷的磨削加工工艺,分析了磨床、砂轮、磨削工艺参数等因素对磨削加工的影响,并阐述了在不同工艺条件下合理选择加工参数的方法。     

一种陶瓷材料磨削加工性的综合评判方法

磨削是目前工程陶瓷的主要加工方法 ,本文以陶瓷材料的物理、力学性能为依据 ,应用模糊数学中的模糊综合评判原理 ,建立了工程陶瓷材料磨削加工性的二级模糊综合评判模型 ,提出了一种对工程陶瓷材料磨削加工性进行综合评判的新方法。选择陶瓷材料的 3个力学性能参数构成因素集合 ,根据提出的评判方法 ,对 4种典型工程陶瓷材料的磨削加工性进行评价 ,并根据综合评价指标进行排序。结果表明 ,该方法的评判结果合理 ,评价方法易于运用计算机来处理 ,简单实用。此方法将工程陶瓷材料的可加工性的评价建立在材料性能参数分析的基础上 ,在磨削加工之前确定材料的磨削加工性。评价结果对工程陶瓷材料的加工过程中工具和工艺参数的确定具有重要指导作用。     

表面激光织构对碳化硅陶瓷磨削性能影响研究

目前工程陶瓷材料的加工方式主要依靠金刚石砂轮磨削,传统磨削加工中,碳化硅陶瓷本身的硬脆性导致加工过程易引入表面/亚表面损伤,且存在切削力大、砂轮磨损严重、材料去除率低等问题。针对上述难题,本文通过表面织构技术辅助碳化硅陶瓷磨削,采用毫秒脉冲激光在碳化硅陶瓷表面烧蚀特定且均匀分布的表面织构,深入研究激光表面织构参数对碳化硅陶瓷磨削性能的影响规律。结果表明：保持磨削加工参数及状态不变,当织构深度和宽度一定时,织构横向间距(织构面积)对磨削力的影响最大,横向间距越大,粗糙度值越大;与传统磨削加工相比,两种激光织构辅助磨削性能均有所提升,其中网格状织构表现更为优异。     

陶瓷材料磨削加工的技术研究与发展现状

随着先进陶瓷材料的开发和应用的日益广泛，陶瓷材料的磨削加工技术和陶瓷材料自身特性的理论研究得到了长足的发展。本文结合了近年来相关的文献资料，对国内外陶瓷磨削的研究成果进行了系统综述，分别介绍了陶瓷材料的去除机理和陶瓷加工领域的一些新型磨削方式。     

陶瓷磨削机理及其对表面/亚表面损伤的影响

磨削加工是先进陶瓷材料的最常用的加工方法，但常引起被加工零件的表面／亚表面损伤。不同的材料去除方式对表面／亚表面损伤有着显著的影响。若要准确预测和有效控制磨削过程对陶瓷材料造成的表面／亚表面损伤，就必须首先了解陶瓷磨削的材料去除机理及其与材料表面／亚表面损伤之问的关系。在陶瓷材料磨削机理的研究中，大多使用压痕断裂力学模型或切削加工模型近似处理。在磨削过程中陶瓷材料去除机理一般可分为脆性断裂和塑性变形两大类型。通过对不同材料去除方式对不同的表面／亚表面损伤指标的影响，得出初步结论：对材料去除方式的控制是有效预测和控制材料表面／亚表面损伤的方法。     

工程陶瓷材料高效深磨的试验研究

针对如何提高工程陶瓷加工效率,改善陶瓷零件的表面质量这一问题,对氧化锆、氮化硅和氧化铝三种陶瓷材料进行高效深磨的试验研究.单位砂轮宽度磨除率达120mm3/(mm·s),最大磨削深度为6mm.在此试验的基础上,对不同砂轮线速度、磨削深度和工件进给速度对陶瓷材料的磨削表面状况、磨削力、比磨削能和去除方式的影响进行研究.结果表明:随着砂轮线速度增加,磨削深度减小,将导致最大未变形切削厚度减小,单位面积磨削力减小,比磨削能增加,磨削表面的塑性痕迹增加,脆性断裂痕迹减少.在陶瓷材料的高速超高速磨削中采用较大切深,能提高磨削效率且表面质量变化不大.     

工程陶瓷镜面磨削新方法及其机理的研究

基于各种磨削参数对氧化铝砂轮磨削氪化硅工程陶瓷材料表面粗糙度影响的试验研究．提出了氧化铝砂轮加工工程陶瓷时的作用过程可分为氧化铝砂粒与工件表面的凸峰碰撞破碎去除，碰撞与摩擦共同作用及摩擦抛光三个阶段，并建立了各阶段的去除模型。而后通过对不同磨削参数的工件加工表面进行微观观察，证明了上述加工机理的存在，并能获得良好的表面质量，达到了镜面加工要求，实现了在普通磨床上对陶瓮材料的高质量加工。     

陶瓷材料的超精密磨削加工

对陶瓷材料超精密磨削加工的研究结果表明,陶瓷等脆性材料的磨削表面粗糙度主要与砂轮的平均磨粒尺寸、进给量等因素有关。只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸小于１８ ．５μｍ 时,才能在塑性磨削模式下加工出表面粗糙度为ｒｍｓ４ ．１５ｎｍ 、 Ｒａ３ ．０７ｎｍ 的高质量光滑表面。     

陶瓷磨削机理

高强度陶瓷材料磨削加工的高成本限制了它的广泛应用，对磨削机理的基本了解是经济高效地加工陶瓷的技术基础。本文概述了磨谢中磨粒切削陶瓷工件材料的状况。以前，关于陶瓷磨削机理的研究绝大部分都采用“压痕断裂力学”模型近似或“切削加工”模型近似。压痕断裂力学模型是把磨粒与工件的相互作用看作理想化的小规模压痕；典型的切削加工近似则把切削力的测量和磨屑及加工表面的显微观察结合起来。这两种模型近似都为陶瓷材料的磨削机理提供了重要依据。