陶瓷数控加工

作为一种广泛用于从钟表到刀具、砖块到陶器的日常用品的材料，加工陶瓷可以成为扩大公司材料组合的好方法。尽管它们传统上是使用窑炉制造的，但加工它们可能是一项有用的工作，可为您的机械车间提供独特的卖点。

作为一种材料类别，陶瓷有多种形式，加工它们可能很棘手。然而，它们的外观和感觉是独一无二的，具有很高的抗压能力（尽管在抗拉力方面的能力较低），并为许多不同的产品提供了良好的基础。

加工陶瓷材料

如果陶瓷已经烧结，CNC 加工陶瓷可能会有点挑战。这些经过加工的硬化陶瓷可能会带来相当大的挑战，因为碎片和大块会飞到各处。陶瓷部件在最终烧结阶段之前可以最有效地加工成其“生坯”（非烧结粉末）致密状态或预烧结“素瓷”形式。

通常，在预烧结状态的陶瓷零件上可以采用铣削、钻孔、车削等加工方法。在刀具方面，氮化钛（TiN）涂层高速钢刀具、碳化钨刀具和聚晶金刚石（PCD）刀具用于预烧结陶瓷的加工。在素坯状态下，机床所能达到的MRR可以与工模具钢相媲美。

就烧结状态而言，最常见的加工工艺是磨削加工。在砂轮的帮助下，机器可以达到抛光的表面光洁度。研磨陶瓷也最好使用流体冷却剂来润滑被研磨的区域。对于烧结陶瓷，最好使用树脂粘合砂轮，将不同粒度的合成或天然金刚石按不同浓度压入聚合物树脂中。

当然，陶瓷种类繁多，各有特色。这些是一般的经验法则，但这些过程可能会有所不同。

陶瓷的种类

马克尔

Macor 是康宁公司拥有和生产的可加工玻璃陶瓷。它在航空航天、医疗和半导体生产中具有大量应用。当需要生产小批量但不能选择高价的模具费用时，使用可加工的玻璃陶瓷是一种经济高效的方法。 Macor 的连续使用温度为 800°C，峰值温度为 1,000°C。它的热膨胀与大多数金属和密封玻璃相匹配。 Macor 也不润湿，孔隙率为零，并且与延展性材料不同，不会变形。此外，它是高压、各种频率和高温下的有效绝缘体。它也不会在真空环境中“放气”。

氧化铝

氧化铝具有良好的机械和电气性能，因此具有广泛的应用。氧化铝可以以一系列纯度生产，并带有旨在增强性能的添加剂。它可以使用多种陶瓷加工方法形成，并且可以加工或成型以生产各种尺寸和形状。此外，它可以很容易地使用金属化和钎焊技术连接到金属或其他陶瓷上。

氮化铝

氮化铝的热膨胀比氧化铝低，与硅晶片的膨胀非常接近，并且可以金属化，使其成为半导体应用的理想材料。

硅酸铝（熔岩）

硅酸铝或熔岩是一种可加工的陶瓷材料。它具有较高的使用温度，以及优良的热/电绝缘性能。

氮化硼

可以使用标准硬质合金钻头加工氮化硼。 BN具有高电阻、低介电常数和损耗角正切、低热膨胀、化学惰性和良好的抗热震性。凭借这些特性，BN 使其成为真空部件、各种电气部件和核应用的有用材料。

玻璃（Pyrex、Vycor 和类似材料）

各种类型的玻璃用于需要光学高耐热冲击性和绝缘性能的许多应用中。

石墨

作为一种碳基陶瓷材料，石墨可以根据其聚合物状态具有不同的密度。石墨还具有出色的耐热冲击性和耐化学性，使其成为模具、炉舟、电镀阳极和钎焊夹具的理想材料。

莫来石

莫来石是一种优良的结构材料，因为它具有高温稳定性、强度和抗蠕变性。它具有低介电常数和高电绝缘能力。典型应用包括窑具、炉心管、热交换部件、隔热部件和滚筒。莫来石虽然可加工，但激光加工更方便。

Mycalex

Mycalex 有多种等级可供选择，强度和温度性能各不相同，是一种出色的可加工陶瓷绝缘体材料，可以制造成复杂的零件。常用于工业设备中的小零件。

石英

石英具有优异的热学、化学和光学性能，常用于照明和半导体领域。最好通过金刚石工具、磨削或水射流来完成这些。研磨技术比任何切割技术都更有用。

碳化硅

碳化硅以其高硬度和耐磨性而闻名。常见应用包括：泵密封件、阀门组件和磨损密集型零件。尽管这种材料的硬度值很高，但它仍然是一种相对较脆的材料，只能使用金刚石磨削技术进行加工。通常，它是在 Acheson 石墨电阻炉中生产的，可以形成细粉末或粘合块，在用作粉末原料之前必须将其粉碎和研磨。

滑石

与其他陶瓷材料相比，滑石的成本相对较低。它在需要考虑绝缘和耐温性的应用中很有用。

氧化锆

稳定的氧化锆在远高于氧化铝熔点的温度下具有耐化学性和耐腐蚀性。这些特性使其成为牙科应用和修复体的良好材料。它的高硬度使其难以加工，但有助于以高切削速度（超过 670 米/分钟）进行加工。与其他陶瓷材料相比，氧化锆陶瓷具有吸收大量应力的能力。它在室温下表现出最高的机械强度和韧性。

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