氧化鋯陶瓷具有陶瓷材料共同的高硬度、高脆性和低斷裂韌性等特點(diǎn)，使陶瓷材料在加工過(guò)程中很容易產(chǎn)生變形層、表面/亞表面微裂紋、材料粉末化、模糊表面、相變區(qū)域、殘余應(yīng)力等缺陷限制了陶瓷材料應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)展。那么氧化鋯陶瓷進(jìn)行精密加工的方法有哪些？

　　一、氧化鋯陶瓷側(cè)梳磨削加工技術(shù)

　　磨削加工作為陶瓷機(jī)械加工的主要手段，也是目前氧化鋯陶瓷的主要機(jī)械加工方法。隨著鑫騰輝數(shù)控不斷深入和發(fā)展，不斷研發(fā)氧化鋯陶瓷側(cè)梳CNC加工機(jī)床以及研發(fā)氧化鋯陶瓷側(cè)梳的加工方法，磨削加工方法也在不斷的變化和更新。下文將對(duì)磨削加工理論及相關(guān)工藝進(jìn)展做簡(jiǎn)單整理。

　　1、延性域磨削加工技術(shù)

　　延性域磨削技術(shù)主要是針對(duì)脆性材料而言，致力于追求無(wú)損傷的磨削。在磨削脆性材料時(shí)，切屑的形成與磨削金屬等塑性材料類似，“切屑”通過(guò)剪切的形式被磨料從集體上切除下來(lái)，磨削后的表面和亞表面沒(méi)有裂紋形成，也沒(méi)有脆性剝落時(shí)的凹凸不平現(xiàn)象產(chǎn)生，避免了亞表面裂紋的發(fā)生，是一種損傷極小的磨削方式，在陶瓷、玻璃、光學(xué)和半導(dǎo)體領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

　　主要采用陶瓷專用雕銑機(jī)和磨床，通過(guò)控制磨削深度，使脆性材料以延性域的模式去除，也就是脆性材料的磨削機(jī)制由原來(lái)的脆性斷裂變?yōu)樗苄粤鲃?dòng)，選擇合適的磨削參數(shù)及砂輪的特性參數(shù)，來(lái)取得較好的加工表面。

　　兩種脆性材料的去除機(jī)理：a脆性斷裂去除，b塑性流動(dòng)去除

　　塑性和脆性是硬脆材料的兩個(gè)及基本性質(zhì)，在常規(guī)條件下，硬脆材料其屈服強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度非常接近，因此加工時(shí)，磨粒和材料接觸區(qū)的應(yīng)力首先達(dá)到斷裂強(qiáng)度，形成裂紋尖端，裂紋尖端擴(kuò)展形成裂紋，最后斷裂生成磨屑，加工表面損傷嚴(yán)重，亞表面殘留一定深度的裂紋，見(jiàn)上圖a。當(dāng)去除材料的未變形厚度減小到臨界值以下，就會(huì)出現(xiàn)脆性延性轉(zhuǎn)變，磨料和陶瓷材料的接觸區(qū)應(yīng)力首先達(dá)到剪切強(qiáng)度極限，產(chǎn)生塑性流動(dòng)，進(jìn)而形成切屑，從而實(shí)現(xiàn)延性域加工，見(jiàn)上圖b。

　　采用粒度為W0.5微粉金剛石砂輪對(duì)氧化鋯陶瓷的磨削實(shí)驗(yàn)表明，在砂輪線速度Vs=11.8m/s，進(jìn)給速度V1=40mm/min，可獲得表面粗糙度Ra=3nm的超光滑鏡面。厚度較小氧化鋯陶瓷工件采用普通磨削時(shí)會(huì)由于微小震動(dòng)產(chǎn)生裂紋，而延性域磨削是加工陶瓷材料無(wú)損加工的一種方式。

　　二、氧化鋯陶瓷側(cè)梳磨削加工用金剛石磨具

　　氧化鋯陶瓷側(cè)梳屬于高硬脆難加工材料，金剛石磨具是其常用的磨削加工工具。按結(jié)合劑的不同金剛石砂輪一般可以分為樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂、陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪和金屬結(jié)合劑金剛石砂輪。

　　1、樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪多采用熱固性樹(shù)脂，具有固化溫度低、制備相對(duì)簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，主要用于磨孔、外圓磨及平面磨等。

　　2、金屬結(jié)合劑金剛石砂輪其結(jié)合劑和磨料的結(jié)合力強(qiáng)，韌性好，能承受較大的載荷，已經(jīng)在硬脆材料復(fù)雜型面磨削、精密和超精密磨削領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

　　3、陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪具有較高的彈性模量及較低的斷裂韌性，它的結(jié)合強(qiáng)度高于樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪，自銳性優(yōu)于金屬結(jié)合劑金剛石砂輪，被廣泛應(yīng)用于加工陶瓷、玻璃、硬質(zhì)合金等材料。