在碳化硅陶瓷上打孔的要領(lǐng)

碳化硅陶瓷的硬度非常高，脆性也很大，因此加工時(shí)容易出現(xiàn)崩邊的情況。本文為大家介紹了一種如何有效提升加工效率以及加工質(zhì)量的方法。

主軸轉(zhuǎn)速為2500rpm，軸向壓力為780N時(shí)，采用正交分析法獲得的試驗(yàn)結(jié)果 ，如表2所示 。其中t、t2-,t、、t分別代表3次鉆孔的時(shí)間及平均時(shí)間。對表2的正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析 ，獲得的計(jì)算結(jié)果 ，如表3所示 。其中 ( l、2、3)為各因素的 1、2、3水平試驗(yàn)結(jié)果之和的平均值 ，R為極差 。 從表3可以知道 ，電鍍金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)對碳化硅陶瓷孔加工效率的影響程度為：壁厚>濃度>粒度>外徑 ，鉆頭的壁厚對孔加工效率的影響最大，外徑對其影響最小 。因素最優(yōu)水平組合為鉆頭壁厚 0.4 mm、金剛石磨粒的質(zhì)量濃度 0.88g／cm 、粒度500／425 m、鉆頭外徑20mm，此時(shí)碳化硅陶瓷的孔加工效率最高。圖3為電鍍金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)對碳化硅陶瓷

孔加工質(zhì)量在碳化硅陶瓷的孔加工過程中添加預(yù)緊力工藝裝置 (墊板 )，預(yù)緊力從14.0kN逐漸增大至 17.0kN，碳化硅陶瓷孔入口處由于添加墊板的作用 ，有效緩解了鉆頭對陶瓷表面材料的沖擊 ，防止裂紋的擴(kuò)展 。而對于陶瓷孔的出口處 ，當(dāng)預(yù)緊力從14.0kN增大時(shí) ，其崩豁程度減小 、裂紋減少 ，孔加工質(zhì)量越來越好 。這是由于在鉆削過程中，鉆頭對碳化硅陶瓷底部未鉆削的一層陶瓷材料具有擠壓作用 ，從而使其產(chǎn)生拉伸破壞 ，而隨 著預(yù)緊力 的增大 ，不斷平衡陶瓷材料所受到的拉伸應(yīng) 力 ，孑L出口發(fā)生的崩豁程度減小 ，獲得了較好的孔加工 質(zhì)量 ；但是當(dāng)預(yù)緊力增大至15.8kN時(shí)，碳化硅陶瓷出、 入口的崩豁及裂紋現(xiàn)象改善程度較小 。這是因?yàn)?，隨著鉆頭對碳化硅陶瓷底部的最后一層陶瓷材料鉆削的不斷深入 ，鉆頭對最后一層陶瓷材料所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力越來越大 ，此時(shí)預(yù)緊力的增量幅度難以完全平衡陶瓷材料受到的拉伸應(yīng)力 ，只能繼續(xù)小幅度地降低出口處陶瓷材料的崩豁程度 ，孔加工質(zhì)量的改善幅度不明顯 ，同時(shí)還容易增加碳化硅陶瓷發(fā)生破碎的可能性 ，且孔出口的崩豁現(xiàn)象不能完全避免。因此從實(shí)驗(yàn)的可操作性及安全性考慮 ，預(yù)緊力在 15.8～16.2kN時(shí) ，碳化硅陶瓷孔的加工質(zhì)量較好。

碳化硅陶瓷孔口

對碳化硅陶瓷工件施加 18.5kN的預(yù)緊力后 ，其孔加工質(zhì)量明顯提升 。可觀察到，孔入口未現(xiàn)明顯的裂紋及崩豁 ，孔壁較光滑 ，孔口有不可完全避免的輕微崩豁現(xiàn)象 ，碳化硅陶瓷的孔加工質(zhì)量大為提高。