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鋼玉陶瓷耐磨管：氧化鋯陶瓷化學(xué)機(jī)械加工介紹
文章發(fā)布日期：2019-08-23 19:02
為了避免堅(jiān)硬磨料對氧化鋯陶瓷加工面所造成的損傷，有關(guān)學(xué)者對化學(xué)機(jī)械加工產(chǎn)生了興趣。其基本思想是將化學(xué)作用與機(jī)械作用結(jié)合在一起，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生較軟的化合物或形成低熔點(diǎn)的共晶體，在機(jī)械作用下快速去除，由于去除力很小，沒有反應(yīng)的基體不會受到損傷。磨粒與工件的微觀凸峰相接觸，在一定壓力作用下，工件凸峰刺入磨粒，產(chǎn)生高溫高壓，激活了兩者之間的化學(xué)反應(yīng)，隨著磨粒與工件之間的相對運(yùn)動，反應(yīng)的產(chǎn)物被磨粒帶走。該工藝過程的關(guān)鍵是選擇合適的磨料，即保證磨粒與工件之間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生較軟的化合物或形成低熔點(diǎn)的共晶體。通過控制壓力和滑動速度可方便地實(shí)現(xiàn)工藝過程的控制。
目前的工藝數(shù)據(jù)表明，氧化鋯陶瓷精加工（拋光、研磨）合適的磨料是三氧化二鉻，加工三氧化二鋁合適的磨料是二氧化硅。Si3N4、SiC同Cr203作用產(chǎn)生CrN和CrSiz；氧化鋁作用則是形成低熔點(diǎn)的氧化鋁·2Si02莫來石晶體。
目前還沒有商業(yè)化的專用化學(xué)機(jī)械加工的工藝及設(shè)備，大多是利用金剛石工具加工的設(shè)備，僅僅改換磨料而實(shí)現(xiàn)的。由于要激活固相反應(yīng)，需要在磨粒與工件凸峰之間產(chǎn)生壓力，因而懸浮磨料的拋光工藝僅改換磨料，加工效率低于金剛石磨料。原因在于化學(xué)反應(yīng)較弱，因而需要對工藝裝置進(jìn)行一定的改造。如增強(qiáng)磁磨粒拋光的磁場強(qiáng)度，設(shè)計(jì)專用的拋光工具頭等。到目前為止，化學(xué)機(jī)械拋光任意形狀的氧化鋯陶瓷表面，還沒有合適的工藝裝置，特別是內(nèi)腔表面的拋光，有待于深入研究開發(fā)。