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耐磨、耐高温和耐腐蚀等特性而被日益广泛地应用于电子、机械、冶金、化工及航空航天等领域中。但由于工程陶瓷具有很高的硬度和较大的脆性给其成形加工带了很大的困难。机械磨削是目前最常用的工程陶瓷加工方法该加工方法需用昂贵的金刚石砂轮和高刚度的磨床加工成本高、效率低且磨削时砂轮和工件之间存在强烈的作用力易使工件表面产生微裂纹而降低零件的使用寿命。为此人们开展了绝缘工程陶瓷的激光加工、超声加工、电火花加工、等离子弧加工、磁力研磨以及相关的相复合加工等技术并取得了较大的研究进展【4】。r
1、激光加工工程陶瓷r
目前国内外学者对陶瓷材料激光加工技术的研究主要集中在打孔、切割、划线和型腔加工等方面。洪蕾等人用自行研制的机械斩光盘调QCO2,冲激光器对Si3N4陶瓷切割试验表明在高峰值能量≥15kW、短脉冲宽度1μs、高脉冲频率20kHz和适当的平均功率300W条件下采用高速220mms多次重复走刀切割工艺可以得到无裂纹的精细切口。陈可心等人采用025MPa氧气作辅助气体用800W的连续波CO2激光在厚度135mm的氮化硅陶瓷上加工出了直径072mm的无损伤深孔深径比达1875TsaiChwa
2Huei等人提出了基于裂纹加工单元的激光铣削方法他们采用CO2和NdYAG激光器对Al2O3陶瓷进行了基于裂纹加工单元的激光铣削加工并在Al2O3陶瓷零件上加工出了形状较复杂的型腔。研究结果表明采用该方法进行激光铣削所需要的功率比通常的方法低。He
ryMatt等人对TBC陶瓷、聚晶金刚石、硬质合金和不锈钢等材料的激光铣削工艺进行了试验研究。r
为把激光加工技术更好地应用于陶瓷加工中人们还探讨了激光预热辅助切削或磨削等方法其目的是增强陶瓷被加工部位的韧性以达到降低切削或磨削力、提高加工效率和质量等目的。IDMari
escu等人对Al2O3、Ferrite、ZrO2和Si3N44种材料进行了激光预热磨削试验发现激光预热磨削不仅能减少磨削过程中温度的影响作用而且还能降低陶瓷的硬度增大去除量而不引起磨削裂纹。美国Purduce大学的CJRozzi等人对激光辅助切削工程陶瓷技术进行了研究建立了激光辅助切削ZrO2、Si3N4等陶瓷瞬时三维温度场传递的物理、数学模型并总结出了相应的加工规律。r
2、超声加工工程陶瓷r
与电火花加工、电解加工、激光加工等特种加工技术相比超声加工既不依赖于材料的导电性又没有热物理作用加工后工件表面无组织改变、残余应力及烧伤等现象等发生加工过程中宏观作用力小适合于加工不导电工程陶瓷。TBTHOE等人对超声加工r