Les céramiques en zircone présentent de nombreux avantages et sont largement utilisées dans les applications industrielles et quotidiennes. Cependant, elles sont relativement difficiles à traiter en raison de leur niveau élevé de difficulté. Initialement, les matériaux céramiques en zircone ne pouvaient être traités que par meulage en raison de leurs propriétés physiques et mécaniques uniques. Avec l'avancée des technologies d'usinage, une variété de techniques similaires au traitement des métaux peuvent désormais être utilisées pour traiter les matériaux céramiques.

Voici un examen approfondi des méthodes de traitement pratiques pour les céramiques de zircone:

Traitement de coupe

La découpe est la méthode la plus couramment utilisée en travail des métaux, et les céramiques ont également des techniques de traitement similaires.

La découpe de céramiques de zircone est applicable aux céramiques semi-sintrées et entièrement frittées.

Pour les céramiques semi-frittées, la coupe vise à minimiser l'usinage pour les céramiques entièrement frittées, améliorant ainsi l'efficacité du traitement et réduisant les coûts.

Meulage et Polissage

Cette méthode est principalement utilisée pour le traitement de surface des céramiques de zircone.

Le meulage et le polissage sont des méthodes de traitement ultra-précises qui utilisent des abrasifs libres pour enlever finement le matériau de la surface.

Dans l'ultra-précision et la finition des matériaux céramiques, en particulier dans l'usinage de précision des billes céramiques utilisées pour les roulements en céramique, le meulage et le polissage sont indispensables.

Junjie Ceramics peut obtenir des finitions miroir sur les céramiques de zircone, et de nombreux produits de ce type ont déjà été livrés aux clients.

Rectification ELID

Le meulage ELID (Electrolytic In-Process Dressing) est un processus de meulage novateur.

Le principe consiste à utiliser l'électrolyse pour habiller la meule de rectification liée au métal pendant le meulage. Un fluide de rectification électrolytique est versé entre la meule de rectification et l'électrode d'outil, et un courant continu pulsé est appliqué. Ce processus élimine progressivement le liant métallique par dissolution anodique, exposant les particules abrasives à la surface de la meule pour maintenir sa netteté pendant le meulage.

Bien que ce processus avancé ne soit pas encore largement appliqué, il présente des avantages significatifs dans le traitement des céramiques de zircone.

Traitement basé sur la plasticité

Les méthodes traditionnelles de retrait de matériau impliquent généralement des mécanismes de retrait cassants ou plastiques.

L'élimination de la fragilité se produit par propagation et intersection des fissures, tandis que l'élimination plastique implique le cisaillage des copeaux pour créer un écoulement de matériau. Pour les métaux, les mécanismes de coupe plastique sont facilement réalisés. Cependant, les matériaux cassants tels que les céramiques techniques et le verre optique entraînent souvent une élimination cassante dans le cadre des méthodes de traitement traditionnelles, ce qui conduit à une mauvaise qualité de surface.

Dans le traitement des céramiques, une profondeur de coupe très faible peut permettre l'élimination du plastique, en faisant passer le mécanisme d'élimination de la fracture fragile à la déformation plastique.

Traitement ultrasonique

Le traitement ultrasonique consiste à appliquer des vibrations ultrasoniques à l'outil ou à la pièce, avec des abrasifs liquides ou en pâte introduits entre l'outil et la pièce.

Avec une légère pression, l'outil appuie contre la pièce à usiner pour enlever la matière.

Coût élevé, faible efficacité et précision limitée

Bien qu'il existe diverses méthodes pour traiter les céramiques de zircone, la grande dureté du matériau rend le traitement coûteux, inefficace et moins précis.

Les céramiques de zircone semi-sintérisée ou calcinée sont généralement traitées de manière grossière à l'aide de méthodes de coupe, tandis que le meulage est utilisé pour le traitement fin après le frittage.

Grande allocation de traitement

Selon l'application spécifique de la céramique de zircone, l'usinage peut être complètement contourné, le meulage étant directement appliqué aux corps frittés pour atteindre une précision de conception.

Alors que les étapes de traitement des céramiques de zircone sont similaires à celles des pièces métalliques, l'ajustement de traitement est significativement plus important pour les céramiques.

Les céramiques semi-sintérisées ou calcinées rencontrent souvent des problèmes tels qu'une résistance insuffisante, des défauts de surface ou un mauvais serrage, ce qui empêche d'obtenir la forme finale souhaitée.

En raison du retrait inégal pendant le frittage, les dimensions de l'usinage grossier ne doivent pas approcher les dimensions finales, laissant une marge substantielle pour l'usinage fin.

Pour les métaux, la tolérance de traitement fin est généralement de l'ordre de fractions de millimètre, tenant compte du traitement thermique ou du pelage de surface. En revanche, les céramiques de zircone nécessitent des tolérances de plusieurs millimètres, voire de plus de dix millimètres, ce qui réduit considérablement la productivité et augmente les coûts de production.

Coûts élevés des outillages

Le coût des outils de coupe est un problème significatif dans le traitement des céramiques de zircone. Des outils coûteux en diamant fritté ou en nitrure de bore cubique (CBN) sont nécessaires pour la coupe, et les meules diamantées dominent le traitement fin.

Les coûts d'outillage pour les céramiques de zircone sont des dizaines à des centaines de fois plus élevés que ceux des outils de coupe en métal.

La résistance des céramiques de zircone est très sensible aux conditions de traitement, ce qui rend difficile d'atteindre un traitement à haute efficacité. Par conséquent, le coût global de traitement des céramiques de zircone est nettement plus élevé que celui des matériaux conventionnels.