氧化锆陶瓷材料高效、高精加工方法

　　氧化锆陶瓷材料高效、高精加工方法

　　1．ELID超精磨削

　　ELID是电解在线修整磨削法的简称。它应用由金属结合剂和超硬微细金刚石（或CBN）磨料组成的砂轮，并在磨削过程中同时用电解法修锐砂轮，使砂轮始终保持锋利，从而保证在高效条件下进行超精密磨削，故它是镜面磨削脆性材料（如陶瓷、玻璃、硅和铁淦氧等）的一种先进方法。

　　应用ELID方法对氧化锆陶瓷材料进行高的材料切除率的磨削可以大大降低磨削费用。当采用合理的砂轮修整参数时，可使摩削力比用传统磨削方法降低l～2倍，而且还能在连续磨削过程中磨削力几乎保持不变（图1），有利于提高材料切除率和保证加工表面质量的稳定。

　　ELID的砂轮修整步骤为：

　　1）砂轮整形，用粒度100＃砂轮在300r／min下打砂轮；

　　2）机械修整，用粒度400＃Al2O3砂轮在300r／min下修整；

　　3）电解预修整，在300r／min和90V下电解修整30min；

　　4）磨削过程ELID修整，电压60V，电流IP＝6A，电路闭合和断开时间已τo＝τoff＝μs。

　　精密陶瓷球的研磨加工

　　陶瓷球的精度对陶瓷轴承的运转精度和高速性有很大影响。精密和超精密主轴轴承采用的陶瓷球的公差等级为G5，其球的直径变动量和球形误差≤0.13μm，表面粗糙度Ra0.02μm。为了能高效地保证达到精度要求，其加工要点：

　　1）要经粗、精、超精研磨和抛光等多道工序，由粗到精逐渐减小磨料粒度、研磨压力和研磨速度（表1），并逐步延长研磨的时间。

　　2）降低研磨压力并减小研磨盘的跳动（或采用很低的研磨速度），可以有效地减小表面粗糙度和波纹度。

　　3）研磨剂应遵循少量勤添的原则。

　　4）陶瓷球的材料应采用致密和缺陷小的热流体等静压烧结Si3N4（HIPSN）或ZrO2。

　　5）采用锥形研磨法以提高研磨效率。所示上研磨盘为锥形使陶瓷球在研磨时有较大自旋角（＞45º），使陶瓷球充分自旋增强回转滑动，因而比通常的V形槽研磨法有高的研磨效率。