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陶瓷材料激光輔助車(chē)削與磨削
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常溫下在車(chē)床上切削陶瓷只能使用PCD或PVD刀具，由于加工時(shí)氣孔和瑕疵引起的沖擊振動(dòng)極易使刀具崩刃或非正常磨損，刀具壽命極低，因此幾乎無(wú)人用這種方法加工陶瓷。

因此，要想從根本上改變陶瓷的加工現(xiàn)狀，必須要在加工方法上有新的突破。關(guān)鍵是要改變陶瓷材料加工時(shí)的硬脆特性，即變脆性切削為塑性切削。一般的加熱方法受到陶瓷材料性能的制約，如陶瓷的絕緣性使得與電加熱無(wú)緣?；鹧婕訜釡囟容^低，能量密度不夠。日本的上田隆司曾采用遠(yuǎn)紅外技術(shù)把熱壓氮化硅工件整體加熱到2500℃以上，再用普通車(chē)刀加工內(nèi)螺紋，加工起來(lái)可謂“游刃有余”。但這種加熱方式必然導(dǎo)致材料的相變，除非是對(duì)零件使用要求很低的場(chǎng)合。

等離子體加熱對(duì)陶瓷材料存在一定難度，由于陶瓷工件不導(dǎo)電無(wú)法直接充當(dāng)陰極，只能用其他方法引弧，若使用非轉(zhuǎn)移弧加熱，熱流密度不夠。田欣利曾嘗試用輔助電極法將最大電流為100A的等離子弧引出，再用出口處的慣性焰窩對(duì)Al²O³陶瓷涂層進(jìn)行加熱，用紅外測(cè)溫儀測(cè)出焰窩中心溫度為2500℃，由于熱源隨刀架快速移動(dòng)，對(duì)工件而言時(shí)間歷程僅為0. 4s，軟化區(qū)域半徑可達(dá)到0.5mm，這樣才有可能滿(mǎn)足車(chē)削加工正常的切削用量的要求。加工陶瓷涂層勉強(qiáng)能實(shí)現(xiàn)，但對(duì)結(jié)構(gòu)陶瓷來(lái)說(shuō)，還需大大增加等離子源的功率密度。

    激光加熱有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
    (1)功率密度高達(dá)l0的8次方～10的10次方W．CM﹣²，加熱速度極快，足以對(duì)任何陶瓷材料實(shí)現(xiàn)高速切削條件下的塑性加工；
    (2)激光光斑可聚焦到微米量級(jí)，熱影響區(qū)小；
(3)輸出功率可調(diào)，可根據(jù)不同工件材料對(duì)加熱溫度和光斑直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。

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本文“陶瓷材料激光輔助車(chē)削與磨削”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2017-05-08 09:49:35
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