Zirconia ceramika ma wiele zalet i jest szeroko stosowana zarówno w przemyśle, jak i w codziennych zastosowaniach. Jednak ich przetwarzanie jest stosunkowo trudne ze względu na wysoki poziom trudności. Początkowo materiały ceramiczne z cyrkonii mogły być przetwarzane tylko poprzez szlifowanie ze względu na ich unikalne właściwości fizyczne i mechaniczne. Dzięki postępowi technologii obróbki, można teraz stosować różnorodne techniki podobne do obróbki metali do przetwarzania materiałów ceramicznych.

Oto dogłębny przegląd praktycznych metod obróbki ceramiki z cyrkonu:

Przetwarzanie cięcia

Obróbka skrawaniem jest najczęściej stosowaną metodą w obróbce metali, a ceramika również posiada podobne techniki obróbki.

Cięcie ceramiki z cyrkonu jest stosowane zarówno do półspiekanej, jak i w pełni spiekanej ceramiki.

Dla półspiekanych ceramik, cięcie ma na celu zminimalizowanie dopuszczalnego obróbki dla w pełni spiekanych ceramik, poprawiając tym samym efektywność przetwarzania i zmniejszając koszty.

Szlifowanie i polerowanie

Ten sposób jest głównie stosowany do obróbki powierzchni ceramiki z cyrkonu.

Szlifowanie i polerowanie to ultra precyzyjne metody obróbki, które wykorzystują swobodne środki ściernie do precyzyjnego usuwania materiału z powierzchni.

W ultra precyzji i wykończeniu materiałów ceramicznych, zwłaszcza w precyzyjnej obróbce kul ceramicznych używanych do łożysk ceramicznych, szlifowanie i polerowanie są niezbędne.

Junjie Ceramics może osiągnąć wykończenie lustrzane na ceramice z cyrkonu, a wiele takich produktów zostało już dostarczonych klientom.

Szlifowanie ELID

ELID (Electrolytic In-Process Dressing) szlifowanie to nowatorski proces szlifowania.

Zasada polega na wykorzystaniu elektrolizy do obróbki elektrolitycznej koła ściernego podczas szlifowania. Elektrolityczny płyn szlifierski jest wlewany między kołem ściernym a elektrodą narzędzia, a następnie stosowany jest pulsujący prąd stały. Ten proces stopniowo usuwa spoiwo metalowe poprzez rozpuszczanie anodowe, odsłaniając cząstki ściernicze na powierzchni koła, aby zachować jego ostrość podczas szlifowania.

Podczas tego zaawansowanego procesu, który jeszcze nie jest szeroko stosowany, wykazuje znaczące zalety w przetwarzaniu ceramiki z cyrkonu.

Przetwarzanie oparte na plastyczności

Tradycyjne metody usuwania materiałów zazwyczaj opierają się na mechanizmach usuwania kruchych lub plastycznych.

Usunięcie kruche zachodzi poprzez propagację i przecięcie pęknięć, podczas gdy usuwanie plastyczne polega na ścinaniu wiórów w celu stworzenia przepływu materiału. Dla metali, mechanizmy cięcia plastycznego są łatwo osiągalne. Jednak materiały kruche, takie jak ceramika inżynierska i szkło optyczne, często prowadzą do kruchego usuwania w tradycyjnych metodach obróbki, co prowadzi do złej jakości powierzchni.

W przetwarzaniu ceramiki bardzo mała głębokość cięcia może umożliwić usunięcie plastyczne, przechodząc mechanizm usuwania z pęknięcia kruchego do odkształcenia plastycznego.

5. Przetwarzanie ultradźwiękowe

Ultradźwiękowe przetwarzanie polega na stosowaniu ultradźwiękowych wibracji do narzędzia lub przedmiotu obrabianego, przy wprowadzeniu między narzędziem a przedmiotem obrabianym ciekłych lub pastowych środków ściernych.

Z lekkim naciskiem narzędzie dociska się do przedmiotu pracy, aby usunąć materiał.

Wysokie koszty, niska wydajność i ograniczona precyzja

Mimo że istnieje wiele metod obróbki ceramiki z cyrkonu, wysoka twardość materiału sprawia, że obróbka jest kosztowna, niewydajna i mniej precyzyjna.

Półsinterowane lub wypalone ceramiki z zirkonią są zazwyczaj obrabiane metodami cięcia, podczas gdy szlifowanie jest stosowane do drobnej obróbki po spieczeniu.

Duża przetwarzana przepustowość

W zależności od konkretnej aplikacji ceramicznej zirkonu, obróbka może być całkowicie pominięta, a szlifowanie bezpośrednio stosowane do ciał spiekanych w celu osiągnięcia precyzji projektu.

Podczas gdy kroki obróbki ceramiki zirkoniowej są podobne do tych dla części metalowych, dopuszczalne odchylenie obróbki jest znacznie większe dla ceramiki.

Półsinterowane lub wypalone ceramiki często borykają się z problemami takimi jak niewystarczająca wytrzymałość, wady powierzchniowe lub słabe zaciskanie, co uniemożliwia uzyskanie pożądanego kształtu końcowego.

Ze względu na nierównomierne skurczenie podczas spiekania, wymiary obróbki wstępnej nie mogą zbliżać się do ostatecznych wymiarów, pozostawiając znaczną tolerancję dla obróbki precyzyjnej.

Dla metali dopuszczalne odchylenie podczas obróbki skrawaniem zazwyczaj mieści się w ułamkach milimetra, uwzględniając obróbkę cieplną lub powierzchniowe osadzanie. W przeciwieństwie do tego, ceramika z cyrkonu wymaga tolerancji na poziomie kilku milimetrów, a nawet ponad dziesięciu milimetrów, co znacząco obniża wydajność i zwiększa koszty produkcji.

Wysokie koszty narzędzi

Koszt narzędzi tnących jest istotnym problemem w obróbce ceramiki z cyrkonu. Do cięcia wymagane są drogie narzędzia diamentowe spiekane lub CBN (boronitrid kubiczny), a diamentowe koła szlifierskie dominują w obróbce precyzyjnej.

Koszty narzędzi dla ceramiki z cyrkonu są dziesiątki do setek razy wyższe niż koszty narzędzi do obróbki metali.

Siła ceramiki zirkoniowej jest wysoce wrażliwa na warunki obróbki, co sprawia, że osiągnięcie wysokiej efektywności obróbki jest trudne. W rezultacie ogólny koszt obróbki ceramiki zirkoniowej jest znacznie wyższy niż w przypadku materiałów konwencjonalnych.