典型工程陶瓷的组成及磨削特点

典型工程陶瓷的组成及磨削特点典型工程陶瓷的磨削特点1.磨削力比很大、磨削比小由于典型工程陶瓷材料的硬度很高，所以它表现出了优良的耐磨性和抗力，其磨削法向力与切向力之比Fn/Ft很大，约为10~40；其磨削比G小，在mmamvsmvpws015.0min,/14,/8.15的磨削条件下，应用10018010*75*20*250BJR的金刚石砂轮以切入方式磨削反应烧结氮化硅的陶瓷时，其磨削比G为130，而在相同条件下磨削普通玻璃时，磨削比G可达4000。2.砂轮磨耗量大，加工成本高工程陶瓷是考脆性龟裂破坏产生微细粉末状切屑而去除的，粉末状切屑很容易磨损磨具上的结合剂，导致磨粒脱落，从而造成超硬磨料磨具的磨耗严重，而超硬磨料磨具的价格比较贵，这使得工程陶瓷零件的加工费用都很高，一般占陶瓷零件总成本的65%~90%。因此，减少砂轮磨耗，降低陶瓷的磨削的成本，是实现工程陶瓷广泛应用的基本前提。3.表面质量不易控制工程陶瓷对切削力和切削热都十分敏感。在磨削过程中，磨粒切入工件产生的压应力和摩擦热会使磨粒下方的材料产生局部塑性流动，在已加工表面上形成变形层。同时，与磨粒作用的载荷超过产生裂纹的临界载荷时，会在已加工表面上产生中央裂纹和横向裂纹。横向裂纹有时会扩展至自由表面，使一部分材料被去除，但大部分材料是靠磨粒前刀面压溃去除的。因此，典型工程陶瓷的磨削过程及磨削表面质量既不同于塑性金属材料，也不同于普通脆性材料，具有特殊的规律。4.磨削生产率低由于工程陶瓷的韧性不足，而且磨削抗力很大，使得磨削加工层的厚度受到特定条件的约束，加之优良的磨削性，造成了工程陶瓷材料的切削加工性很差，生产效率低。典型工程陶瓷的组成及用途工程陶瓷材料主要包括金属与硼、碳、硅、氮、氧等非金属元素组成的化合物，以及由非金属元素所组成的化合物，如硼和硅的碳化物、氮化物。根据其元素组成的不同，工程陶瓷可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。表：各种氧化铝陶瓷的成型方法和用途成型方法用途成型方法用途浇注成型丝轨、研钵、拉丝机等部件薄膜成型集成电路基片、封装挤压成型炉芯管、电阻管、蜂窝体注射成型火花塞、丝轨、喷烧嘴压力成型开关电阻部件、滑动部件热压成型切削刀具等静压成型火花塞、透光管、喷嘴1.氧化铝（Al2O3）氧化铝有近十种变体。纯氧化铝主要有3232OAl-和OAl两种晶形。具有立方相尖晶石结构的32OAl中有不少氧离子空位，当温度升高到C01000以上它就变为32OAl，但冷却下来时并不回到32OAl状态。2.氧化锆（2OZr）陶瓷氧化锆是一种多晶形氧化物，有三种变体，它们在不同温度可进行互变，如下所示。223702150200OZOZOZrCrCr立方相四方相单斜相约约用途：根据相结构的稳定性，氧化锆陶瓷分别为稳定2OZr陶瓷（SZ）和部分稳定2OZr陶瓷（PSZ），它们的性能有很大的差异，用途也不相同。稳定2OZr陶瓷的质量热容和热导率小，是理想的高温隔热材料，可以用做高温炉内衬和各种热涂层；由于具有高温离子导电特性，所以它可用做高温环境的发热元件、高温电极材料。部分稳定2OZr陶瓷（PSZ）与稳定2OZr相比，具有非常高的强度，断裂韧性和抗热冲击性能，同时热导率小，隔热效果好，但热膨胀系数比较大，比较容易与金属匹配，常在陶瓷发动机中用于制作汽缸内壁、活塞、缸盖板、气门座和气门导杆等。3.氮化硅（43NSI）陶瓷氮化硅有会发生两种晶相存在，在和C01600~1400的多晶转变，这种转变是不可逆的。也可把43NSI称为低温型，他是不稳定的；而将43NSI称为高温型，它是稳定的。它们均属于六方晶系。主要用途：用做柴油机上的电热塞，具有可快速启动、寿命长，而且可在-36摄氏度一下低温启动。用做刀具，其耐热性、抗机械冲击性和热冲击性均很好；用做密封间和其他耐磨件，可耐高温，且耐磨损，并有自润滑作用。氮化硅陶瓷是首选的陶瓷发电机材料，可用做蜗轮转子、汽缸体和活塞及阀门等零件。氮化硅陶瓷还可用做提拉单晶的陶瓷坩埚。