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氮化硅陶瓷球的抛光方法(上)

文章出处:http://www.jundro.cn/industry/173.html人气:222时间:2020-06-09

氮化硅陶瓷近年来被广泛的应用到各行各业中,像先进航空发动机、CNC机床上用的高速电主轴以及一些具有耐高温的轴承等,都是将氮化硅陶瓷作为了首选材料。然而要先让一块氮化硅陶瓷变成能够真正应用在关键部位的产品,还需要很多复杂而精密的加工工序。抛光就是这些方式中的一种,今天我们就来为大家介绍一下碳化硅陶瓷常见的几种抛光方式,我们将分为上、下两个篇幅来分别介绍。
目前常见的氮化硅陶瓷抛光方式主要有:磁流体抛光(MFP)、化学机械抛光(CMP)、超声震动辅助抛光(UVP)、集群磁流变抛光等四种,本篇我们先来介绍前两种。
磁流体抛光(MFP)
磁流体陶瓷抛光是在氧化铁的胶质中加入5~10%体积百分比为的磨料形成混合液。同时在磁场作用下,磁性粒子向强磁场方向运动,对磨料产生反向浮力,使磨料悬浮于磁流体中。氮化硅陶瓷球坯放置于充满磁流体与磨料混合液的圆柱形研磨盘内(常为铝质),其下是一排条状永磁极(Nd-Fe-B等)。当驱动轴旋转时,球坯在磁流体和磨料的混合液中一边自转一边绕研磨盘公转,悬浮在磁流体中的磨料对陶瓷球进行抛光。

氮化硅陶瓷磁流体抛光原理图
磁流体抛光原理图


氮化硅陶瓷球坯所受压力较小(约为1N/球)且为弹性,大大减少了机械研磨在陶瓷球表面产生的划痕及微裂纹等缺陷。使用磁流体抛光加工的球体,其材料去除率可达到12μm/min,是传统V型槽研磨加工去除率的40余倍。

化学机械抛光(CMP)
化学机械抛光目前已广泛应用于各种工程陶瓷、功能陶瓷和金属材料的超精密加工。 

氮化硅陶瓷化学抛光原理图
化学抛光模型


抛光时,悬浮于液态介质中的纳米级软质磨粒,在与工件的接触点上因摩擦而产生高温高压,并在极短的时间内,发生化学反应,生成比工件材料软、更容易去除的新物质。反应产物以0.1 nm的微小单位,由工件与后续磨料及抛光盘之间的机械摩擦作用去除,从而获得超光滑表面。
传统的机械研磨抛光方法大致有两类:一类是杯状研具加工方法;另一类是磨盘加工方法。为了有效减少表面缺陷,在陶瓷球的精加工中开发了新的加工技术,具备“柔和”的加工条件。既实现低水平的约束力,也能采用较高的研磨速度,可以实现高的余量去除速度和更短的加工周期。
无论是磁流体还是化学机械抛光,都有其独特的优势。下一篇文章我们将继续为您讲解有关氮化硅陶瓷球抛光的另外两种方式,供您参考学习。钧杰陶瓷是一家专业的陶瓷加工厂家,我们提供各种超高精密氮化硅陶瓷加工,咨询热线:13412856568。
 

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