氧化鋯陶瓷材料高效、高精加工方法

　　1．ELID超精磨削

　　ELID是電解在線修整磨削法的簡稱。它應(yīng)用由金屬結(jié)合劑和超硬微細金剛石（或CBN）磨料組成的砂輪，并在磨削過程中同時用電解法修銳砂輪，使砂輪始終保持鋒利，從而保證在高效條件下進行超精密磨削，故它是鏡面磨削脆性材料（如陶瓷、玻璃、硅和鐵淦氧等）的一種先進方法。

　　應(yīng)用ELID方法對氧化鋯陶瓷材料進行高的材料切除率的磨削可以大大降低磨削費用。當(dāng)采用合理的砂輪修整參數(shù)時，可使摩削力比用傳統(tǒng)磨削方法降低l～2倍，而且還能在連續(xù)磨削過程中磨削力幾乎保持不變（圖1），有利于提高材料切除率和保證加工表面質(zhì)量的穩(wěn)定。

　　ELID的砂輪修整步驟為：

　　1）砂輪整形，用粒度100＃砂輪在300r／min下打砂輪；

　　2）機械修整，用粒度400＃Al2O3砂輪在300r／min下修整；

　　3）電解預(yù)修整，在300r／min和90V下電解修整30min；

　　4）磨削過程ELID修整，電壓60V，電流IP＝6A，電路閉合和斷開時間已τo＝τoff＝μs。

　　精密陶瓷球的研磨加工

　　陶瓷球的精度對陶瓷軸承的運轉(zhuǎn)精度和高速性有很大影響。精密和超精密主軸軸承采用的陶瓷球的公差等級為G5，其球的直徑變動量和球形誤差≤0.13μm，表面粗糙度Ra0.02μm。為了能高效地保證達到精度要求，其加工要點：

　　1）要經(jīng)粗、精、超精研磨和拋光等多道工序，由粗到精逐漸減小磨料粒度、研磨壓力和研磨速度（表1），并逐步延長研磨的時間。

　　2）降低研磨壓力并減小研磨盤的跳動（或采用很低的研磨速度），可以有效地減小表面粗糙度和波紋度。

　　3）研磨劑應(yīng)遵循少量勤添的原則。

　　4）陶瓷球的材料應(yīng)采用致密和缺陷小的熱流體等靜壓燒結(jié)Si3N4（HIPSN）或ZrO2。

　　5）采用錐形研磨法以提高研磨效率。所示上研磨盤為錐形使陶瓷球在研磨時有較大自旋角（＞45º），使陶瓷球充分自旋增強回轉(zhuǎn)滑動，因而比通常的V形槽研磨法有高的研磨效率。