Las cerámicas de circonio tienen numerosas ventajas y son ampliamente utilizadas en aplicaciones industriales y cotidianas. Sin embargo, son relativamente difíciles de procesar debido a su alto nivel de dificultad. Inicialmente, los materiales cerámicos de circonio solo podían ser procesados mediante molienda debido a sus propiedades físicas y mecánicas únicas. Con el avance de las tecnologías de mecanizado, ahora se pueden utilizar una variedad de técnicas similares al procesamiento de metales para procesar materiales cerámicos.

Aquí tienes un vistazo detallado a los métodos de procesamiento prácticos para cerámicas de circonio:

Procesamiento de corte

El corte es el método más comúnmente utilizado en la metalurgia, y las cerámicas también tienen técnicas de procesamiento similares.

Cortar cerámica de circonio es aplicable tanto a cerámicas semisinterizadas como a cerámicas totalmente sinterizadas.

Para cerámicas semisinterizadas, el corte tiene como objetivo minimizar la tolerancia de mecanizado para cerámicas completamente sinterizadas, mejorando así la eficiencia de procesamiento y reduciendo costos.

Molienda y Pulido

Este método se utiliza principalmente para el procesamiento superficial de cerámica de circonio.

El pulido y el abrillantado son métodos de procesamiento ultra precisos que utilizan abrasivos libres para eliminar material de la superficie finamente.

En la ultra precisión y acabado de materiales cerámicos, especialmente en el mecanizado de precisión de bolas cerámicas utilizadas para rodamientos cerámicos, el rectificado y pulido son indispensables.

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Rectificado ELID

ELID (Electrolytic In-Process Dressing) grinding es un proceso de rectificado novedoso.

El principio implica usar la electrólisis para vestir la rueda de rectificado unida al metal durante el rectificado. El fluido de rectificado electrolítico se vierte entre la rueda de rectificado y el electrodo de la herramienta, y se aplica una corriente continua pulsada. Este proceso elimina gradualmente el aglutinante metálico a través de la disolución anódica, exponiendo partículas abrasivas en la superficie de la rueda para mantener su nitidez durante el rectificado.

Si bien este proceso avanzado aún no se aplica ampliamente, demuestra ventajas significativas en el procesamiento de cerámicas de circonio.

Procesamiento basado en plasticidad

Los métodos tradicionales de eliminación de material generalmente implican mecanismos de eliminación frágiles o plásticos.

La eliminación de materiales frágiles ocurre a través de la propagación e intersección de grietas, mientras que la eliminación plástica implica cortar virutas para crear flujo de material. Para los metales, los mecanismos de corte plástico se logran fácilmente. Sin embargo, los materiales frágiles como las cerámicas de ingeniería y el vidrio óptico a menudo resultan en una eliminación frágil bajo métodos de procesamiento tradicionales, lo que conduce a una mala calidad de la superficie.

En el procesamiento de cerámica, una profundidad de corte muy superficial puede permitir la eliminación plástica, cambiando el mecanismo de eliminación de fractura frágil a deformación plástica.

Procesamiento ultrasónico

El procesamiento ultrasónico implica aplicar vibraciones ultrasónicas a la herramienta o a la pieza de trabajo, con abrasivos líquidos o en pasta introducidos entre la herramienta y la pieza de trabajo.

Con una ligera presión, la herramienta presiona contra la pieza de trabajo para lograr la eliminación de material.

Alto costo, baja eficiencia y precisión limitada

Aunque existen varios métodos para procesar cerámica de circonio, la alta dureza del material hace que el procesamiento sea costoso, ineficiente y menos preciso.

Los cerámicos de circonia semisinterizados o calcinados suelen ser procesados de forma áspera mediante métodos de corte, mientras que el rectificado se utiliza para el procesamiento fino después del sinterizado.

Gran asignación de procesamiento

Dependiendo de la aplicación específica de cerámica de circonio, el mecanizado puede ser completamente evitado, con la molienda aplicada directamente a los cuerpos sinterizados para lograr precisión en el diseño.

Si bien los pasos de procesamiento para cerámicas de circonio son similares a los de las piezas metálicas, la tolerancia de procesamiento es significativamente mayor para cerámicas.

Cerámicas semisinterizadas o calcinadas a menudo enfrentan problemas como falta de resistencia, defectos en la superficie o mala sujeción, lo que impide lograr la forma final deseada.

Debido a la contracción desigual durante el sinterizado, las dimensiones del procesamiento áspero no deben acercarse a las dimensiones finales, dejando un margen sustancial para el procesamiento fino.

Para metales, la tolerancia de procesamiento fino suele estar dentro de fracciones de milímetro, teniendo en cuenta el tratamiento térmico o el escalado de la superficie. En contraste, las cerámicas de circonio requieren tolerancias de varios milímetros o incluso más de diez milímetros, lo que reduce significativamente la productividad y aumenta los costos de producción.

Altos costos de herramientas

El costo de las herramientas de corte es un problema significativo en el procesamiento de cerámica de circonio. Se requieren herramientas caras de diamante sinterizado o CBN (nitruro de boro cúbico) para el corte, y las ruedas de rectificado de diamante dominan el procesamiento fino.

Los costos de herramientas para cerámica de circonio son decenas a cientos de veces más altos que los de las herramientas de corte de metal.

La resistencia de las cerámicas de circonio es altamente sensible a las condiciones de procesamiento, lo que dificulta lograr un procesamiento de alta eficiencia. Como resultado, el costo total de procesamiento de las cerámicas de circonio es sustancialmente mayor que el de los materiales convencionales.