在碳化硅陶瓷上打孔的要領

碳化硅陶瓷的硬度非常高，脆性也很大，因此加工時容易出現崩邊的情況。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量的方法。

主軸轉速為2500rpm，軸向壓力為780N時，采用正交分析法獲得的試驗結果 ，如表2所示 。其中t、t2-,t、、t分別代表3次鉆孔的時間及平均時間。對表2的正交試驗結果進行極差分析 ，獲得的計算結果 ，如表3所示 。其中 ( l、2、3)為各因素的 1、2、3水平試驗結果之和的平均值 ，R為極差 。 從表3可以知道 ，電鍍金剛石鉆頭的結構參數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 。因素最優水平組合為鉆頭壁厚 0.4 mm、金剛石磨粒的質量濃度 0.88g／cm 、粒度500／425 m、鉆頭外徑20mm，此時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構參數對碳化硅陶瓷

孔加工質量在碳化硅陶瓷的孔加工過程中添加預緊力工藝裝置 (墊板 )，預緊力從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 ，防止裂紋的擴展 。而對于陶瓷孔的出口處 ，當預緊力從14.0kN增大時 ，其崩豁程度減小 、裂紋減少 ，孔加工質量越來越好 。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 ，從而使其產生拉伸破壞 ，而隨 著預緊力 的增大 ，不斷平衡陶瓷材料所受到的拉伸應 力 ，孑L出口發生的崩豁程度減小 ，獲得了較好的孔加工 質量 ；但是當預緊力增大至15.8kN時，碳化硅陶瓷出、 入口的崩豁及裂紋現象改善程度較小 。這是因為 ，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生的拉伸應力越來越大 ，此時預緊力的增量幅度難以完全平衡陶瓷材料受到的拉伸應力 ，只能繼續小幅度地降低出口處陶瓷材料的崩豁程度 ，孔加工質量的改善幅度不明顯 ，同時還容易增加碳化硅陶瓷發生破碎的可能性 ，且孔出口的崩豁現象不能完全避免。因此從實驗的可操作性及安全性考慮 ，預緊力在 15.8～16.2kN時 ，碳化硅陶瓷孔的加工質量較好。

碳化硅陶瓷孔口

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