Обработка керамических изделий:

Полученное после обжига керамич. изделия претерпевают более или менее значительн. усадку до 30-40 % по объему, которая сопровождается нарушением их геометрической формы из-за неоднородности в сырье, грансоставе, плотности после формообразования. Необходимые допуски размеров и формы могут быть достигнуты только дополнительной обработкой.

[1]Абразивная обработка: из наиболее практикуемых в настоящее время методов обработки керамических деталей наиболее широко применяется абразивная вследствие повышенной твердости и износостойкости керамики ее эффективная обработка возможна только с использованием алмазного инструмента, но а в таком случае производительность достаточно низкая. По некоторым данным стоимость обработки керамики во много тысяч раз превышает обработку конструкционных сталей. Поскольку все керамические детали являются хрупкими, то при точечных нагрузках под воздействием инструмента они имеют тенденцию к растрескиванию. Точечная нагрузка при отсутствии пластической деформации приводит к тому, что под воздействием зерен абразивного инструмента керамика испытывает сильные механические и термические нагрузки, в результате чего выкрашиваются и образуют микроканавку. Под канавкой образуется область так называемой деформированной зоны, которая имеет полукруглое сечение, при последующем чистовом шлифовании канавки убираются, но под ними остаются длинные микротрещины.

Одним из наиболее производительных и эффективных методов алмазной обработки электропроводной керамики является метод алмазно-электролитической обработки. В этом случае используется инструмент на электропроводной связке, который соединен с отрицательным полюсом, а обрабатываемая деталь к положительному полюсу. В зазор между деталью и инструментом непрерывно струей подается электролит. При прохождении тока через электролит поверхность обрабатываемой детали подвергается электрохимическому растворению с образованием анодной пленки, которая легко убирается абразивным инструментом.

[2]Электроэрозионная и электрохимическая обработка: из электропроводящих керамических материалов большие возможности дает применение электроэрозионной обработки. Этот метод успешно оправдал себя при обработке карбидов, нитридов металла, а также твердых сплавов и керметов. Обработка производится за счет расплавления и последующего испарения керамики под действием электрических дуг, которые образуются между деталью и электронным инструментом. Для обработки неэлектропроводной керамики, например карбида кремния. На поверхность предварительно наносится электропроводящий слой. При электроэрозионной обработке, для образования стабильных разрядов между деталью и инструментом, питание производят от импульсного источника тока. По длительности и характеру импульсов тока различают 3 разновидности электроэрозионной обработки: 1.Электроискровая обработка, характеризуется длительностью импульсов-10^-5-10^-7 с и отсутствием механического контакта и инструм.; 2.Электроимпульсная обработка: длительность импульсов увеличивается до 10^-1-10^-4 с, при этом увеличивается энергия импульсов. Механический контакт также отсутствует; 3.Электроконтактная обработка: характеризуется механическим контактом инструмента заготовки, что приводит к повышенным термомеханическим нагрузкам, что в свою очередь приводит к наименьшему качеству поверхности из всех видов электроэрозионной обработки. Близкой к процессу электроэрозионной обработки, является электрохимическая обработка, которая характеризуется высокотемпературными физикохимическими реакциями. В результате комплексного действия веществ электромета и эл.тока.

[3]Ультразвуковая обработка: является универсальным способом обработки применимым для любых видов керамики. Сущность обработки заключается в том, что в зазор между обрабатываемой деталью и продольновибрирующим инструментом подается суспензия абразива. Зерна выполняют роль микрорезцов. Под действием прижима инструмента они вызывают растрескивание керамической поверхности в малых объемах. Недостатками такого вида обработки являются проблемы, аналогичные шлифованию. В качестве преимуществ выступает возможность фасонной обработки керамического изделия.

[4]Гидродинамическая обработка: основана на размывании поверхности изделия высокоскоростной струей жидкости. Такой вид обработки, как правило, применяется для разрезания изделий, а также получения прорезей и отверстий. Разновидностью такого вида обработки является струйно-абразивная обработка, которая содержит в себе порошок абразивных материалов, что увеличивает скорость обработки абр. мат.

Большим преимуществом гидродинамической обработки является то, что поверхность изделия не подвергается изменениям микроструктуры и не влияет на поведение готового изделия под нагрузкой.

[5]Лазерная обработка: основана на испарении керамического материала под воздействием сфокусированного мощного потока света. Преимуществом такого метода обработки является то, что этой обработкой могут быть подвергнуты изделия любой твердости. Кроме того под поверхностные повреждения значительно ниже, чем после механич. обработки. Такие повреждения обусловлены высоким локальным разогревом материала при весьма низкой теплопроводности керамики, что и приводит к внутренним повреждениям. Такие повреждения можно сводить к минимуму, подбирая оптимальные значения мощности лазера и скорости резания. Большим преимуществом является возможность высокой автоматизации данного процесса. Кроме того качество обработанной поверхности является одним из максимальных среди всех видов обработки керамики.