工程陶瓷的切削加工技术

科众陶瓷厂是一家生产陶瓷零件的生产厂家，陶瓷是典型的硬脆难加工材料，实际工程中的主要加工方式主要以磨削和切割为主，陶瓷的切削加工通常在以下三种情况下进行：陶瓷材料的精密和超精密切削、预烧结陶瓷或可切削陶瓷的切削以及陶瓷材料的特种切削。除了上述三种情况外，在普通切削条件下，很难实现陶瓷的大余量材料去除。
   
 对于不同种类的陶瓷材料，对应的刀具材料也不同。陶瓷切削加工中常用的刀具材料有硬质合金、陶瓷、金刚石以及CBN等。目前，陶瓷中心棒硬质合金刀具主要用于预烧结陶瓷和可切削陶瓷的切削加工，陶瓷刀具更适于陶瓷生坯的切削加工以及可切削陶瓷材料的加工，金刚石刀具最适合陶瓷材料的加工，单晶金刚石和聚晶金刚石( Polycrystalline Diamond，PCD)是目前比较常见的两类金刚石刀具。CBN刀具具有极高的热稳定性，在1000~1500℃时仍能保持其硬度，因此CBN刀具主要用于陶瓷材料的加热辅助切削过程；此外，CBN刀具也用于玻璃陶瓷的切削以及氧化铝陶瓷的切削。在氧化铝陶瓷的切削加工中，为了减少CBN刀具的磨损，在保证切削刃强度的基础上，选用负前角以改善刀具内应力状态，避免崩刃。尽量选用较大的后角，以减少刀具与加工表面的磨损。选用负刃倾角，有利于加强刀刃强度，改善刀尖处的散热条件。


工程陶瓷材料的切削特性

  陶瓷材料的切削特性与金属材料相比有显著的差异，在金属材料的切削过程中，三个切削分力中，主切削力F。最大，而在陶瓷材料的切削过程中，背向力Fp最大，这主要归因于陶瓷材料本身的材料特性，使得陶瓷材料陶瓷针规的加工难度增加。不论是可切削陶瓷材料还是普通结构陶瓷材料，在切削过程中都存在严重的磨损现象，其切削力、切削表面及切削温度等也表现不同。这里主要就Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiC陶瓷、ZrO2陶瓷以及AIN陶瓷等，从陶瓷材料切削过程中的刀具磨损、切削力、陶瓷辊切削参数及切削温度等方面论述陶瓷材料的切削特性。