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(xì)金剛石（或CBN）磨料組成的砂輪，并在磨削過程中同時(shí)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(jìn)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(jìn)方法。

　　應(yīng)用ELID方法對(duì)氧化鋯陶瓷材料進(jìn)行高的材料切除率的磨削可以大大降低磨削費(fèi)用。當(dāng)采用合理的砂輪修整參數(shù)時(shí)，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(jī)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(shí)間已τo＝τoff＝μs。

　　精密陶瓷球的研磨加工

　　陶瓷球的精度對(duì)陶瓷軸承的運(yùn)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(jí)為G5，其球的直徑變動(dòng)量和球形誤差≤0.13μm，表面粗糙度Ra0.02μm。為了能高效地保證達(dá)到精度要求，其加工要點(diǎn)：

　　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(shí)間。

　　2）降低研磨壓力并減小研磨盤的跳動(dòng)（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(shí)有較大自旋角（＞45º），使陶瓷球充分自旋增強(qiáng)回轉(zhuǎn)滑動(dòng)，因而比通常的V形槽研磨法有高的研磨效率。