陶瓷磨削机理

高强度陶瓷材料磨削加工的高成本限制了它的广泛应用，对磨削机理的基本了解是经济高效地加工陶瓷的技术基础。本文概述了磨谢中磨粒切削陶瓷工件材料的状况。以前，关于陶瓷磨削机理的研究绝大部分都采用“压痕断裂力学”模型近似或“切削加工”模型近似。压痕断裂力学模型是把磨粒与工件的相互作用看作理想化的小规模压痕；典型的切削加工近似则把切削力的测量和磨屑及加工表面的显微观察结合起来。这两种模型近似都为陶瓷材料的磨削机理提供了重要依据。     

陶瓷磨削机理及其对表面/亚表面损伤的影响

磨削加工是先进陶瓷材料的最常用的加工方法，但常引起被加工零件的表面／亚表面损伤。不同的材料去除方式对表面／亚表面损伤有着显著的影响。若要准确预测和有效控制磨削过程对陶瓷材料造成的表面／亚表面损伤，就必须首先了解陶瓷磨削的材料去除机理及其与材料表面／亚表面损伤之问的关系。在陶瓷材料磨削机理的研究中，大多使用压痕断裂力学模型或切削加工模型近似处理。在磨削过程中陶瓷材料去除机理一般可分为脆性断裂和塑性变形两大类型。通过对不同材料去除方式对不同的表面／亚表面损伤指标的影响，得出初步结论：对材料去除方式的控制是有效预测和控制材料表面／亚表面损伤的方法。     

陶瓷材料磨削加工的技术研究与发展现状

随着先进陶瓷材料的开发和应用的日益广泛，陶瓷材料的磨削加工技术和陶瓷材料自身特性的理论研究得到了长足的发展。本文结合了近年来相关的文献资料，对国内外陶瓷磨削的研究成果进行了系统综述，分别介绍了陶瓷材料的去除机理和陶瓷加工领域的一些新型磨削方式。     

陶瓷磨削材料去除机理的研究进展

磨削是目前工程陶瓷的主要加工方法，为了开发新的高效、低成本、低损伤加工陶瓷的方法，需要更深入地揭示其加工机理。介绍了陶瓷磨削的材料去除机理方面的研究进展，就其进行了一定的讨论，并得出相关的结论。     

纳米ZrO2牙科陶瓷磨削材料去除机理的实验研究

对纳米ZrO2牙科陶瓷磨削中脆性和塑性去除转变的材料去除机理进行了理论分析与实验研究。利用K-P36精密数控平面磨床对3Y-TZP纳米ZrO2牙科陶瓷进行磨削加工实验。用YDM-III99型整体式三向压电磨削测力仪测量三向磨削力,用TALSURF5轮廓仪测量加工后的微观几何参数值,用扫描电镜观察表面微观形貌变化。实验结果表明,未变形磨屑的最大厚度小于1.9μm时为塑性去除方式;未变形磨屑的最大厚度为1.9～2.1μm时开始出现由侧向裂纹引起的脆性断裂去除,为塑性和脆性混合去除方式;未变形磨屑的最大厚度为5.23μm时,加工表面发生了大规模的脆性断裂,并且表面还残留了大量的半硬币形脆性断裂产生的凹坑,为脆性去除方式。     

氧化锆陶瓷超声辅助磨削材料去除机理试验研究

为研究超声振动作用对先进陶瓷磨削材料去除机理的影响,文章在超声振动方向垂直于磨削表面条件下,采用钎焊磨头对氧化锆陶瓷开展了超声辅助磨削（ultrasonic assisted grinding,UAG）试验。基于磨削表面微观形貌、磨削力和磨削比能分析,对变磨削深度条件下普通磨削（conventional grinding,CG）与超声辅助磨削的材料去除机理进行了对比。结果表明：当磨削深度低于10μm时,两种方法对应的表面材料去除机理均以塑性去除为主,且普通磨削表面伴有片层状破碎,而超声辅助磨削表面则存在尺寸细小的纹路状微破碎,同时磨削力与磨削比能也较低。当磨削深度超过10μm后,材料去除机理均转变为脆性断裂模式,且加工表面出现微裂纹,但相同条件下超声辅助磨削表面微裂纹尺寸较小。     

工程陶瓷磨削试验参数的合理选择

为了合理设计工程陶瓷磨削试验方案,从材料去除机理、单颗磨粒切削深度、砂轮表面磨粒突出高度等方面分析探讨了工程陶瓷磨削试验参数的选择依据。     

纳米结构Al2O3/13TiO2涂层精密磨削的材料去除机理的研究

应用扫描电镜对纳米结构Al2O3/13TiO2(n-Al2O3/13TiO2)涂层精密磨削后的表面/亚表面形貌进行观察和分析,结合对n-Al2O3/13TiO2精密磨削的单颗磨粒磨削力、磨削力分力比和比磨削能的磨削实验结果的分析,揭示了n-Al2O3/13TiO2涂层精密磨削的材料去除机理.研究表明,在大多数磨削条件下,n-Al2O3/13TiO2陶瓷涂层磨削的材料去除机理主要是以材料碎裂和材料压碎等脆性去除方式为主,同时也存在一定的材料粉末化以及极少的显微塑性变形等方式.研究结论对纳米结构陶瓷涂层的工业化应用具有重要的理论和实用价值.     

高温结构陶瓷的磨削去除机理及磨削加工技术

根据高温结构陶瓷材料的特点 ,主要论述了该材料的磨削去除机理及其磨削加工技术 ,介绍了高温结构陶瓷材料的ELID磨削、延性域磨削、超声波磨削、超高速磨削、“一次行程”镜面磨削等先进磨削技术。     

工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究

为实现工程陶瓷优质高效的磨削加工,对高速深磨磨削机理和工程陶瓷材料损伤机理进行深入系统的研究,建立工程陶瓷高速深磨磨削力的数学模型,并对该模型进行试验验证.结果表明,模型的计算值和试验结果的趋势一致,数值也非常接近.工程陶瓷磨削力模型与磨削试验均表明工程陶瓷的磨削力与材料的去除方式、力学性能及工艺参数有关.在材料发生塑性变形去除的磨削过程中,显微硬度越高材料的磨削力越大;材料脆性断裂去除时,断裂韧度越高、显微硬度越低材料的磨削力越大.砂轮线速度升高、工件进给速度或磨削深度降低,磨削力降低.材料去除方式不同磨削参数对磨削力的影响程度不同,且磨削参数对塑性去除材料的磨削力的影响要大于其对脆性断裂去除材料的磨削力的影响.