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新型材料碳化硅比剛度高、熱穩(wěn)定好、質(zhì)量輕等一系列優(yōu)良的物理化學(xué)性能,隨著科技的飛速發(fā)展,碳化硅材料是材料發(fā)展中最為迅速的一支新軍,已開始應(yīng)用于汽車、機械、宇航、化工、石油等許多工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)動機燃燒部件、火箭噴嘴、燃汽輪機發(fā)動機葉片、澆注金屬的澆口、熱電偶套管高溫下的熱交換材料、核燃料的包封材料等我國在SiC材料的研究方面基本上與國際同步,光學(xué)加工技術(shù)比較成熟,而機械加工方面還是比較薄弱的,鑫騰輝數(shù)控為了專門應(yīng)對這種難以加工的陶瓷材料專門研制了一種新型的陶瓷精雕機,可以為碳化硅陶瓷的加工提供更好的方案,碳化硅陶瓷精雕機價格咨詢電話:136_998_99025。
由于碳化硅材質(zhì)越來越多地應(yīng)用于機械行業(yè),如果只靠燒結(jié)鑄造來保障尺寸精度和形位公差,這不僅增加鑄造的難度,也降低了公差配合的精度。針對碳化硅的硬度大、普通機械加工難的特點,
碳化硅反應(yīng)燒結(jié)的原理使SiC具有許多其它材質(zhì)所沒有的優(yōu)良特性:(1)比剛度大,單位載荷引起結(jié)構(gòu)的變形小,尺寸穩(wěn)定性好,可以降低反射鏡的厚度,做成蜂窩狀結(jié)構(gòu)起到減重的目的,反射鏡與框一體化,減少裝調(diào)誤差。(2)熱變形系數(shù)小,抗熱震性性能優(yōu)越,可使鏡體在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的熱穩(wěn)定性,降低對熱控系統(tǒng)的要求,減少熱控系統(tǒng)的質(zhì)量和功耗;(3)良好的熱傳導(dǎo)性能,當(dāng)環(huán)境溫度變化時,材料內(nèi)部很容易達到溫度平衡,不會引起很大的內(nèi)應(yīng)力,對環(huán)境適應(yīng)能力強,服役壽命長。
碳化硅機械件的加工工藝 相同結(jié)構(gòu)的零件用普通車工、銑工能加工的,SiC機械件卻無法進行,需要特殊的加工方法如磨削加工、數(shù)控加工、電火花及超聲波等機械加工工藝。由于材質(zhì)硬度大普通刀具難于切削,因此要用專用刀具。由于材質(zhì)硬度大,難加工等特點,選擇剛度高、系統(tǒng)進給良好的精密磨床開展工藝試驗,當(dāng)加工余量少于0.5mm時,磨削加工過程中邊緣處出現(xiàn)許多細微的崩邊,此時砂輪切削力顯著下降。經(jīng)過分析,采取的工藝措施為:余量為0.5mm時,先倒成鈍角;另外用碳化硅粗砂輪修整金剛石精磨砂輪,并用冷卻水刷凈,可以有效地防止崩邊。
數(shù)控磨削加工數(shù)控加工集機械加工與數(shù)字控制于一體,主要靠編程控制車刀或銑刀加工出一些曲線或不規(guī)則曲線。目前對于磨床來說,數(shù)控磨床加工不了,靠計算機程序控制進給精度、機床速度等。
由于碳化硅硬度非常高,砂輪磨損很嚴重,同時碳化硅磨削顆粒與機床導(dǎo)軌互研,對機床精度破壞性極大,采用機床導(dǎo)軌保護裝置也不能有效的進行防護,由于冷卻液的噴射,對環(huán)境污染較大,目前還沒有很好的解決方法,有待于進一步研究。
超聲加工可以加工各種導(dǎo)體、半導(dǎo)體、非導(dǎo)體材料,金屬材料和非金屬材料等,對于一些絕緣體碳化硅材料,不能用線切割加工,除了采用數(shù)控機床改造磨削加工外,可以采用超聲波加工。
超聲波振動,工具與工件之間的磨料懸浮液9的作用而進行的機械加工。裝卡時,工具輕壓在工件上,在工件和工具之間加入磨料和水或煤油等液態(tài)的懸浮液,當(dāng)超聲換能器產(chǎn)生頻率為16000Hz以上的超聲頻軸向振動時,通過變幅桿將振幅放大到0.05~0.0mm,驅(qū)動工具端面作軸向超聲振動,將撞擊工作液中懸浮的磨粒以很大的速度和加速度不斷地撞擊、拋磨被加工表面,使其材料產(chǎn)生裂紋、破碎,被粉碎成很細的微粒分離出來,同時工作液受工具端面超聲振動,產(chǎn)生高頻、交變的液壓正負沖擊波,促使工作液滲入被加工材料的微細裂紋中,加劇了破壞作用。影響超聲加工精度的主要因素有加工尺寸及零件形狀、加工深度、被加工材料、工具精度及振動大小、磨料粒度以及機床、夾具的精度等,精度一般為±0.02~±0.05mm,加工精度與磨料粒度的關(guān)系最大,磨料顆粒越小,加工精度越高。
采用碳化硅磨料,用煤油與磨料混合,加工孔時采用超聲旋轉(zhuǎn)加工方式,表面粗糙度為Ra0.8~1.6m,滿足設(shè)計圖紙要求,但是加工成本昂貴,加工時間長,對刀困難,局部崩邊,有待于進一步研究。通過對SiC材料的性能分析及零件的機械加工工藝的研究,摸索出適合碳化硅材料的機械加工工藝方法和工藝參數(shù)。