工程陶瓷加工技術的應用及發展范文

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摘要：在航空航天領域以及機械制造領域和能源技術方面，工程陶瓷都有著非常廣泛的應用，由于這些領域研究工作的精密性，對工程陶瓷的質量要求也在逐漸的提高，同時也對其加工效率和精度提出了更高的要求。正是基于此，相關研究人員對工程陶瓷加工技術也越來越重視，相關研究工作也在不斷地推進。為了更好地促進工程陶瓷加工技術的應用與發展，筆者結合自己的工作實踐，對此問題進行探討，以供參考。

關鍵詞：加工技術；工程陶瓷；應用與發展

一、工程陶瓷常規加工技術

（一）工程陶瓷的車削加工

因工程陶瓷具有屬于高抗壓強度和高硬度的特征，給這類材料的車削加工造成了非常大的困難，而且在車削過程中會由于金屬材料的不同對車削特性造成非常大的影響。刀具的選擇是其中重要的一個方面，如果運用高速鋼普通刀具對工程陶瓷進行車削，非常容易導致脆性斷裂的發生，造成車削工作困難。所以車削此類工程陶瓷，通常運用超硬材料刀具對工程陶瓷予以車削。通過有關實驗，選擇硬質的合金刀具，對其車削參數以及刀具參數和車削液進行科學選擇，能夠大大提升車削的水平。車削加工具有較高的車削效率，而且成本投入少，如果將此應用于陶瓷加工將起到重要的作用，對提高工程陶瓷的車削效率意義重大。同時在工程陶瓷材料車削方面加入輔助車削技術也是非常好的一種方法。這種方法通過加熱的方式作用于工程陶瓷的材料的部分與整體，使之達到一定溫度后在進行車削作業。在這種方式下，工程陶瓷的強度和硬度會隨著發生改變，提高材料的可加工性，對提高車削的效果起著重要的作用。

（二）工程陶瓷的磨削加工

在陶瓷加工過程中磨削加工是其中的主導加工技術，現如今主要采用金剛石砂輪進行磨削，有的也利用CBN砂輪。但在實施過程中有動態磨削力會受到陶瓷材料的硬脆性影響，很容易引起早期破壞以及宏觀性突發破壞，難以對其表面質量進行控制，降低了磨削率。同時在磨削過程中，經常發生工件崩邊以及金剛石刀具磨損的情況發生。這些給工作效率以及質量造成很大的影響，增加了經濟成本。隨著相關技術的不斷發展，高效深磨以及超聲振動輔助磨削與ELID磨削等新的加工技術被逐漸的提出。高效深磨即高速深磨，在作業過程中通過超硬磨料砂輪的應用，利用大切深以及高砂輪線速度，加工過程中不對工件的進給速度進行降低，達到切除率的高效化，同時也最大程度的確保加工材料的表面質量，縮減成本投入。同時加工條件對陶瓷材料的磨除機理有著重要影響，同時材料的力學性能以及顯微結構對加工技術有的政要的影響。通過大切深在高速超磨削中的應用，對磨削效率表面質量沒有他答應性，但會增加磨削效率。對于超聲振動輔助磨削集合了磨削加工和超聲振動的符合工藝，基于傳統磨削的前提下，將超聲振動作用于旋轉的磨削砂輪軸上，通過二者的協同作用對材料進行撞擊以及空化和膨脹等影像，去除材料，對陶瓷表面進行有效加工。同時高頻超聲振動造成的漲裂作用以及空化作用，能夠有效地避免砂輪出現堵塞，保持砂輪的自銳性，增加磨削效率。ELID磨削，該技術由日本Ohmori博士所提出，該技術在應用過程中能夠修整金屬結合劑的砂輪，能夠在砂輪表面保持砂輪的磨粒，確保砂輪能夠一直處于鋒銳狀態。該技術在加工陶瓷材料的過程中，不僅效果顯著，而且非常穩定。

二、工程陶瓷的特種加工工藝

（一）水射流加工

該工藝在技工陶瓷材料的過程中不存在熱效應具有非常快的切割速度，加工過程中避免了對材料表面形成的熱傷與劃傷，而且可以避免材料的過多損耗，有效的降低了環境的污染，操作的實施主要是通過工業機器人以及數字控制等進行操作，具有非常高的自動化程度，但該技術也有一定的危險性，主要是因為水壓過高所引起，因此導致其使用上有很大的局限性，所以基于該技術有向磨料水射流技術方向進行發展。基于水流射技術在其中將磨料顆粒加入其中，在水射流的基礎上增加了磨料的作用，使得作業效果大大增強，而且對切割、除銹以及清砂等工作都可在低壓力下完成。工程陶瓷切割效率較高。

（二）超聲波加工

隨著科學技術的不斷提升，在20世紀50年代超聲波技術隨著發展起來，作為一項特殊的加工技術，該技術具有非常高的技工精度，在加工階段具有很小的受力，而且可以簡單的對機床進行簡單操作，便于開展維修，沒有材料加工的選擇性，因此其應用非常廣泛。而且該技術還能夠與別的技術進行有效的結合應用，如超聲電火花以及超聲電解加工等。

（三）電火花加工

該技術是利用導電工件和工具電極之間脈沖性火花放電時，形成的電腐蝕作用，對加工材料進行影響，去除其多余部分，使其表面質量以及形狀大小和零件尺寸等符合加工技術的要求。該技術的應用尤其是對于難加工的陶瓷材料和復雜形狀工件具有很好的應用效果，實施階段不需要切削力，不存在刀痕溝紋以及毛刺等情況的出現。與工件材料相比工具電極材料硬度不需要工件材料，就可進行直接加工，提升了作業的自動化水平。然而該項技術應用于陶瓷加工會對材料表面形成變質破壞，有些領域應用此項工作后需要對其進行下一步的清除工作；凈化工作液以及實施階段出現的煙霧污染不能進行快速的處理，相對較為麻煩。該技術的應用會對材料表面造成大的粗糙粒，可以通過超聲波以及激光等措施進行表面處理，提升其表面質量。

（四）激光加工

該技術在使用過程中，試講激光束進行聚焦后對陶瓷加工材料的部位進行適當加工，使其在很短的時間內，增加光能以及熱能，熔化與氣化材料的加工部位，對材料進行加工和改性以及去除材料的多余部分。該技術能夠統一完成表面處理以及切割和打孔等多種工序，便于開展自動化操作，尤其對于陶瓷材料加工具有重要的作用。加工陶瓷材料過程中，通過該技術的應用，能夠對其進行切割以及打孔等，并能進行輔助加熱，對陶瓷材料的磨削以及車削起到良好的促進作用，對砂輪進行激光監測與修整。同時該技術也存在一定的缺點，倘若沒有合適的工藝選擇，極可能導致熱力過于集中于材料表面，導致材料裂紋的出現，出現碎屑情況，引發大的裂痕產生。

三、結語

在科技水平不斷提升的過程中，技工技術也日趨先進，現如今很多先進的技工技術在陶瓷加工中得到了廣泛的應用，如超聲電火花加工、超聲磨削加工、電解電火花加工等，為了實現陶瓷技工技術的更好發展應當綜合運用各項技術，提升加工效率與質量，這是今后陶瓷加工技術需要研究重要方向。

參考文獻

[1]張磊.硬脆材料異形面超聲微精加工工藝研究[D].揚州大學,2016，（09）.

[2]馮平法,鄭書友,張京京.工程陶瓷加工技術的研究進展[J].制造技術與機床,2016，（05).

作者：肖桂英1；宋久海2 單位：1廣東技術師范學院天河學院，2威世瀚威司通（珠海）電子有限公司