陶瓷材料通常需經(jīng)過坯料切割、磨削、研磨和拋光等工序制成所需的零件。
(1) 切割 常用的機械切割方法有以下三類:
1) 固定磨料切割。用金剛石鋸片或帶鋸進行切割。
2) 游離摩料切割。用盤鋸、帶鋸加金剛石磨料或用高速磨料噴射沖擊進行切割。
3) 單刃切割。采用單粒金剛石切割。
為了提高切割的效率和質(zhì)量,尤其對一些形狀較復(fù)雜的坯件,則宜用水力切割來替代機械切割。
(2) 磨削 磨削幾乎均應(yīng)用金剛石砂輪,與磨削金屬材料相比,其最大的特征是法向磨削力遠大于切向磨削力,一般要大5~10倍,在用砂輪端面磨削時,甚至可大20~30倍。因此,磨床要有足夠的剛性,并需保持磨粒的銳利性,同時砂輪與工件之間的壓力要超過臨界壓力值(2~5MPa)才能保證正常的磨削。
磨削陶瓷時所用的金剛石磨粉的粒度為:粗磨0.25~0.125mm(60!120#),半精磨0.125~0.9mm(120!180#)。精磨0.075~0.04mm(240!玏40)。通常砂輪速度選用15~25m/s(金屬結(jié)合劑)或20~30m/s( 樹脂結(jié)合劑)。工件送給速度1.15m/min,吃刀量為1~2μm。磨削時應(yīng)使用水溶性乳化液或低粘度的油類切削液,以防止粉狀切屑或脫落的磨粒殘留在工件表面上而導(dǎo)致表面很傷和加速砂輪磨損。
(3) 研磨和拋光 它是陶瓷材料精密和超精密加工的主要方法。通過研具和工件之間的機械摩擦或機械化學(xué)作用去除余量,它使工件表面產(chǎn)生微小龜裂,逐漸擴展并從母體材料上剝除,達到所要求的尺寸精度和表面粗糙度。當(dāng)采用細的粒度、軟的研具、低的研磨壓力和小的相對速度時,可獲得高的表面質(zhì)量和精度,但將使加工效率降低。
超精密研磨和拋光時,所用的磨粒徑一般在數(shù)微米以下。為價止波加工件的氧化或因研磨液中的雜質(zhì)引起表面劃傷,一般要使用蒸餾水或去離子水。研磨盤的主軸應(yīng)有高的回轉(zhuǎn)精度和剛度,且轉(zhuǎn)速不宜太高,以免振動對加工表面產(chǎn)生不利的影響。
采用化學(xué)機械研磨和拋光由于伴隨化學(xué)反應(yīng)和水合反應(yīng),因而比純機械研磨和拋光有高的加工效率。