氧化锆陶瓷的加工方法和常见问题

氧化锆陶瓷的优点众多，在工业上和生活上的应用非常多，就是加工起来比较的麻烦，加工的难度大。一般来讲，对于氧化锆陶瓷材料，由于其特殊的物理机械性能，最初只能采用磨削方法进行加工，随着机械加工技术的发展，目前已可采用类似金属加工的多种工艺来加工陶瓷材料。

实用的加工方法

1、切削加工是金属加工最常用的方法，陶瓷加工也有类似这种的加工方式：

氧化锆陶瓷材料的切削加工不仅适用于半烧结体陶瓷，也适用于完全烧结体陶瓷。半烧结体陶瓷的切削加工是为了尽可能减少完全烧结体陶瓷的加工余量，从而提高加工效率，降低加工成本。

2、研磨、抛光加工主要是用在氧化锆陶瓷的表面加工：

研磨、抛光加工是采用游离磨料对被加工表面材料产生微细去除作用以达到加工效果的一种超精加工方法。在陶瓷材料的超精加工与光整加工中，特别是在用于陶瓷轴承的陶瓷球的精密加工中，研磨、抛光加工有着不可替代的位置。钧杰陶瓷可以对氧化锆陶瓷材料进行镜面的加工，并且已经有很多产品已经交付给客户了。

3、ELID磨削加工：

ELID磨削技术是一种磨削新工艺，其基本原理是利用在线的电解作用对金属基砂轮进行修整，即在磨削过程中在砂轮和工具电极之间浇注电解磨削液并加以直流脉冲电流，使作为阳极的砂轮金属结合剂产生阳极溶解效应而被逐渐去除，使不受电解影响的磨料颗粒凸出砂轮表面，从而实现对砂轮的修整，并在加工过程中始终保持砂轮的锋锐性。这种加工工艺还是比较先进的，现在应用的并不是很多。但是在氧化锆陶瓷材料的加工过程中优势还是比较明显的。

4、塑性法加工：

传统的材料去除过程一般可分为脆性去除和塑性去除两种。在脆性去除过程中，材料去除是通过裂纹的扩展和交叉来完成的；而塑性去除则是以剪切加工切屑的形式来产生材料的塑性流。对于金属的加工，塑性切削机理很容易实现，而对于脆性材料如工程陶瓷和光学玻璃等，采用传统的加工技术及工艺参数只会导致脆性去除而没有显著的塑性流，在超过强度极限的切削力作用下，材料的大小粒子发生脆性断裂，这无疑将影响被加工表面的质量和完整性。由加工实践可知，在加工陶瓷等脆性材料时，可采用极小的切深来实现塑性去除，即材料去除机理可在微小去除条件下从脆性破坏向塑性变形转变。

5、超声加工：

超声加工是在加工工具或被加工材料上施加超声波振动，在工具与工件之间加入液体磨料或糊状磨料，并以较小的压力使工具贴压在工件上。

氧化钴陶瓷加工的主要问题

一、氧化锆陶瓷加工虽然有许多方法，但加工成本高，加工效率低，加工精度差；其主要原因之一是陶瓷的硬度非常高；对于氧化锆陶瓷未烧体或焙烧体主要用切削加工进行粗加工，烧结后用磨削进行精加工；

二、根据氧化锆陶瓷情况不同，也可以不经加工，直接磨削加工烧结体使之达到设计精度；就加工过程而言，氧化锆陶瓷与金属零件几乎是相似的，但氧化锆陶瓷的加工余量则大得多。未烧体或焙烧体陶瓷粗加工时，易于出现强度不足或表面加工缺陷问题，或由于装卡不充分等原因，而不能获得所要求的最终加工形状；由于烧结时不能保持收缩均匀，在粗加工时就要使尺寸不要太靠近最终尺寸，所以留有的精加工的余量就大；对于金属加工，精加工余量如考虑热变形和热处理产生的黑皮，则应尽可能留百分之几毫米；对陶瓷加工来说，精加工余量则需有几毫米甚至十几毫米；加工余量大，生产率降低，生产成本升高；

三、氧化锆陶瓷加工的另一个问题是加工刀具费用大切削加工需使用高价的烧结金刚石、CBN刀具，精加工也是以金刚石砂轮为主，因此刀具费用要高出金属切削所用刀具数十倍至百倍；氧化锆陶瓷的强度对于加工条件是敏感的，难于实现高效率加工所以氧化锆陶瓷的加工成本相对于普通材料要高很多。