氧化铝陶瓷是一种超硬的陶瓷材料,所以它的加工性能与加工脆性具有一定的局限性,有些细小孔因为易碎会导致无法加工,下面科众陶瓷厂给大家分析下陶瓷的加工硬度以及脆性。
根据国家标准GB/T5593-1999的规定,氧化铝陶瓷材料硬度、强度高、膨胀系数低、并且绝缘、耐磨、耐腐蚀,在机械制造、航空航天、精密仪表、石油化工等领域有广泛的应用。氧化铝陶瓷零件通常采用热压烧结成型,由于烧结常常会带来变形和收缩,一般都需要进一步精加工来保证零件的尺寸精度和形状精度。但氧化铝陶瓷材料一般弹性模量相当大、硬度高、脆性大,裂纹敏感性强,因此,其机械加工难度主要表现在加工硬度和加工脆性上。
氧化(hua)铝(lv)陶瓷的(de)(de)加工硬度(du):AL203主要有(you)α、β、γ三种(zhong)结晶形(xing)(xing)态,其(qi)中α-AL203结晶形(xing)(xing)态中最稳定,1300℃时I3和γ结晶几(ji)乎完(wan)全转变为α结晶。在α-AL203结晶形(xing)(xing)态中铝(lv)离(li)(li)子(zi)(zi)(zi)与氧离(li)(li)子(zi)(zi)(zi)形(xing)(xing)成的(de)(de)原子(zi)(zi)(zi)键(jian)多为共(gong)价键(jian)、离(li)(li)子(zi)(zi)(zi)键(jian)或是(shi)它(ta)们的(de)(de)混合键(jian),因此原子(zi)(zi)(zi)间的(de)(de)结合能很高(gao)且具(ju)有(you)很强的(de)(de)方向性,其(qi)具(ju)体(ti)表(biao)现为材(cai)料脆性大、塑性变形(xing)(xing)小、易产生裂纹;
其硬度相当于碳化物硬质合金的硬度,比钢高好几倍,通常高纯度氧化铝陶瓷密度可达3980(Kg-m4),抗拉强度达260(MPa),弹性模量在350-400(GPa)之间,抗压强度为2930(MPa),特别是其硬度可达99HRA。氧化铝陶瓷强度、硬度有所降低,根据我们对实验样件的测定,其常温下硬度也达到70HRA。
氧化铝陶瓷的加工脆性:通常情况下氧化铝陶瓷的显微组织为等轴晶粒,是由离子键或共价键所组成的多晶结构,因此断裂韧性较低,在外部载荷的作用下,应力就会使陶瓷表面产生细微的裂纹,而裂纹则会快速扩展而出现脆性断裂,因此在氧化铝陶瓷切削过程中,经常会出现崩豁现象,即在陶瓷表面出现崩裂的小豁口。
出现崩豁现象的原因是:
(1)材料被切除部分和已加工表面最终分离是通过拉伸破坏引起,这不是正常切削的结果。
(2)崩碎切削(xue)变形带(dai)来的龟(gui)裂一(yi)般(ban)是顺着工(gong)(gong)件(jian)表面(mian)一(yi)直往下开裂的,此时,由于切削(xue)拉应力将切削(xue)和相粘结(jie)的工(gong)(gong)件(jian)基体一(yi)起(qi)剥(bo)落而形成(cheng)崩豁现象。需注意的是拉应力越大,造(zao)成(cheng)的崩豁现象就越严重,可能(neng)会导致整个工(gong)(gong)件(jian)的浪费。
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本文“氧化铝陶瓷加工硬度及脆性分析”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2022-12-27 15:45:51
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