氮化硅陶瓷球的拋光方法（上）

氮化硅陶瓷近年來被廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè)中，像先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)、CNC機(jī)床上用的高速電主軸以及一些具有耐高溫的軸承等，都是將氮化硅陶瓷作為了首選材料。然而要先讓一塊氮化硅陶瓷變成能夠真正應(yīng)用在關(guān)鍵部位的產(chǎn)品，還需要很多復(fù)雜而精密的加工工序。拋光就是這些方式中的一種，今天我們就來為大家介紹一下碳化硅陶瓷常見的幾種拋光方式，我們將分為上、下兩個篇幅來分別介紹。
目前常見的氮化硅陶瓷拋光方式主要有：磁流體拋光(MFP)、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)、超聲震動輔助拋光(UVP)、集群磁流變拋光等四種，本篇我們先來介紹前兩種。
磁流體拋光(MFP)
磁流體陶瓷拋光是在氧化鐵的膠質(zhì)中加入5~10%體積百分比為的磨料形成混合液。同時在磁場作用下，磁性粒子向強(qiáng)磁場方向運(yùn)動，對磨料產(chǎn)生反向浮力，使磨料懸浮于磁流體中。氮化硅陶瓷球坯放置于充滿磁流體與磨料混合液的圓柱形研磨盤內(nèi)(常為鋁質(zhì))，其下是一排條狀永磁極(Nd-Fe-B等)。當(dāng)驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，球坯在磁流體和磨料的混合液中一邊自轉(zhuǎn)一邊繞研磨盤公轉(zhuǎn)，懸浮在磁流體中的磨料對陶瓷球進(jìn)行拋光。

磁流體拋光原理圖

氮化硅陶瓷球坯所受壓力較小(約為1N/球)且為彈性，大大減少了機(jī)械研磨在陶瓷球表面產(chǎn)生的劃痕及微裂紋等缺陷。使用磁流體拋光加工的球體，其材料去除率可達(dá)到12μm/min，是傳統(tǒng)V型槽研磨加工去除率的40余倍。

化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)
化學(xué)機(jī)械拋光目前已廣泛應(yīng)用于各種工程陶瓷、功能陶瓷和金屬材料的超精密加工。 

化學(xué)拋光模型

拋光時，懸浮于液態(tài)介質(zhì)中的納米級軟質(zhì)磨粒，在與工件的接觸點(diǎn)上因摩擦而產(chǎn)生高溫高壓，并在極短的時間內(nèi)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成比工件材料軟、更容易去除的新物質(zhì)。反應(yīng)產(chǎn)物以0.1 nm的微小單位，由工件與后續(xù)磨料及拋光盤之間的機(jī)械摩擦作用去除，從而獲得超光滑表面。
傳統(tǒng)的機(jī)械研磨拋光方法大致有兩類:一類是杯狀研具加工方法；另一類是磨盤加工方法。為了有效減少表面缺陷，在陶瓷球的精加工中開發(fā)了新的加工技術(shù)，具備“柔和”的加工條件。既實(shí)現(xiàn)低水平的約束力，也能采用較高的研磨速度，可以實(shí)現(xiàn)高的余量去除速度和更短的加工周期。
無論是磁流體還是化學(xué)機(jī)械拋光，都有其獨(dú)特的優(yōu)勢。下一篇文章我們將繼續(xù)為您講解有關(guān)氮化硅陶瓷球拋光的另外兩種方式，供您參考學(xué)習(xí)。鈞杰陶瓷是一家專業(yè)的陶瓷加工廠家，我們提供各種超高精密氮化硅陶瓷加工，咨詢熱線：13412856568。