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目前，機(jī)械加工是先進(jìn)陶瓷加工技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的的加工方法。機(jī)械加工主要包括車削、切削、磨削、鉆孔等。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，加工效率高。缺點(diǎn)是由于陶瓷材料的高硬、高脆，機(jī)械加工難以加工形狀復(fù)雜、尺寸精度高、表面粗糙度低、高可靠性的先進(jìn)陶瓷部件。

車削加工主要是用金剛石刀具切削高硬度、高耐磨性的陶瓷。多晶金剛石刀具難以產(chǎn)生光滑的切削刃，一般只用于粗加工；對陶瓷材料進(jìn)行精車時(shí)，使用天然單晶金剛石刀具，切削時(shí)采用微切削方式。由于工程陶瓷材料硬度和脆性非常大，車削難以保證其精度要求，加工效率低。

金剛石刀具

切削加工是利用金剛石、立方氮化硼、硬質(zhì)合金鋼等超硬刀具對陶瓷材料進(jìn)行平面加工，通常采用濕法切削，即不間斷向刀具噴射切削液。由于加工過程中，材料表面受到機(jī)械應(yīng)力作用，容易在材料表面產(chǎn)生凹坑、崩口、表面及表下層微裂紋。刀具、切削液的選擇，刀具切削進(jìn)給速度、進(jìn)給量等工藝參數(shù)的優(yōu)化，是目前先進(jìn)陶瓷材料切削加工的研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。

機(jī)床濕法切削

磨削加工是目前已有加工方法中應(yīng)用最多的一種。磨削加工所用砂輪一般選用金剛石砂輪。

金剛石砂輪

 陶瓷發(fā)動機(jī)、航天航空、化工機(jī)械等工程領(lǐng)域，通常需要對材料進(jìn)行孔洞等鉆削加工。尤其帶有螺紋的孔洞的加工是陶瓷材料加工工藝要求極高的工藝過程。目前機(jī)械鉆削方法只能加工數(shù)毫米的陶瓷孔洞。微小孔洞的加工需要超聲、激光、放電加工技術(shù)的復(fù)合加工。

激光加工是利用高能量密度的均勻激光束作為熱源，在加工陶瓷材料表面局部點(diǎn)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，局部點(diǎn)熔融或汽化而去除材料。

激光加工

電火花加工又稱作電蝕加工或放電加工，是利用工具電極和工件電極問脈 沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象對材料進(jìn)行加工的一種無接觸式精細(xì)熱加工技術(shù)。電火花加工是制備高尺寸精度、低表面粗糙度、復(fù)雜形狀高性能陶瓷元件很有應(yīng)用前景的加工技術(shù)。近年來發(fā)展起來的電火花加工新技術(shù)很多，其中在陶瓷加工方面應(yīng)用最廣泛的主要有微細(xì)電火花加工、微細(xì)電火花切割加工、混粉工作液電火花鏡面加工等。

電火花加工原理

超聲波加工是利用產(chǎn)生超聲振動的工具，帶動工具和陶瓷元件間的磨料懸 浮液，沖擊和拋磨元件進(jìn)行加工。常用的磨料是碳化硼、碳化硅和氧化鋁等。一般選用的工作液為水，為提高材料表面的加工質(zhì)量，也可用煤油或機(jī)油作液體介質(zhì)。

微波是一種頻率范圍300MHz~3000GHz的電磁波，微波電磁能量能穿透介質(zhì)材料，傳送到有耗物質(zhì)的內(nèi)部，并與物體的原子、分子互相碰撞、摩擦，從而使物體發(fā)熱、熔融甚至汽化。

拋光是加工方法中精度最高、表面質(zhì)量也最好的加工方法。因此，目前拋光通常作為功能陶瓷元器件基片的最終加工方法，而平面拋光成為各種元件基片最常用也是最重要的加工方式。拋光加工方法主要包括界面反應(yīng)拋光、非接觸拋光、電場和磁場拋光加工等。

拋光加工模型

a 界面反應(yīng)拋光

當(dāng)工件與磨粒摩擦界面處于高溫高壓狀態(tài)時(shí)，工件表面容易形成一層化合物 在表層深度極淺的反應(yīng)物很容易通過研拋去除，最終可高效地獲得表面粗糙度為數(shù)納米以下的完美表面。界面反應(yīng)拋光主要有化學(xué)機(jī)械拋光和水合拋光兩種方法。

b 非接觸拋光

非接觸拋光是指使工件與拋光盤在拋光過程中不發(fā)生接觸，僅用拋光劑沖擊工件表面，以獲得加工表面完美結(jié)晶性和精確形狀，去除量為幾個(gè)到幾十個(gè)原子級的拋光方法。

c 電場和磁場拋光加工

電場和磁場拋光加工是利用和控制電，磁場的強(qiáng)弱使磁流體帶動磨粒對工件施加壓力，從而對高形狀精度，高表面質(zhì)量和晶體無畸變的表面進(jìn)行加工的拋光方法，主要用于信息設(shè)備和精密機(jī)械、高性能元件的加工，通過對電磁場的控制也可以加工自由曲面。

1、采用復(fù)合加工，綜合各種加工方法的優(yōu)點(diǎn)相互取長補(bǔ)短；

2、降低制造成本，提高加工效率和一致性，采用超精密機(jī)械設(shè)備，以磨代拋光是趨勢之一；

3、利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、圖象處理技術(shù)、光學(xué)測量技術(shù)等新技術(shù)，深入完善加工機(jī)理的研究，研究新的加工原理，提高加工效率和加工質(zhì)量；

4、采用計(jì)算機(jī)控制和在線檢測技術(shù)，提高加工精度、拋光效率以及一致性。

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