Cómo procesar roscas para cerámica de alúmina

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La cerámica de alúmina se ha utilizado ampliamente en la industria aeroespacial, la comunicación electrónica, los equipos médicos y otros campos debido a su gran dureza, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y otras características. Sin embargo, su elevada dureza y fragilidad también convierten el mecanizado de roscas en un gran reto técnico.

1、 Retos y soluciones en el procesamiento de roscas cerámicas de óxido de aluminio
La dureza Mohs de la cerámica de alúmina es cercana al nivel 9, sólo superada por el diamante, pero su tenacidad es baja y es propensa a problemas como la rotura de bordes y la fragmentación durante el procesamiento. Los métodos tradicionales de procesamiento de metales (como el roscado ordinario) son difíciles de aplicar directamente al procesamiento de roscas de cerámica de alúmina, y requieren las siguientes innovaciones tecnológicas:

1. Equipamiento especial: Adoptando una máquina de tallado de precisión de cerámica, su estructura de alta rigidez puede reducir la vibración, y el sistema de protección puede aislar eficazmente el daño del polvo de cerámica a la máquina herramienta.
2. Herramientas de corte superduras: Utilice herramientas de corte de diamante o nitruro de boro cúbico (CBN) para mejorar la resistencia al desgaste y la eficacia del corte.
3. Optimización de parámetros: Reduzca la velocidad de corte, controle el avance, minimice el esfuerzo de mecanizado y evite daños en el material.

2、 El proceso central del mecanizado de roscas cerámicas con óxido de aluminio

1. Tratamiento de la toma
   -Escenarios de aplicación: Mecanizado de roscas internas de pequeño diámetro (<30 mm) y requisitos de precisión moderados.
   -Puntos técnicos:
   -Utilización de mordazas de roscado flexibles para compensar los errores de avance axial de la máquina herramienta y garantizar un paso preciso.
   -La programación requiere un ajuste estricto de la velocidad del husillo y el avance (avance=velocidad x avance), y el control de roscas a derechas/izquierdas mediante comandos G84/G74.
2. Tratamiento de roscas de fresado
   -Ventajas: Adecuado para el mecanizado de roscas de gran diámetro y alta precisión, con una vida útil de la herramienta más de 10 veces superior a la de los machos.
   -Método de implementación: A través de un sistema CNC de vinculación de tres ejes, el fresado de roscas se completa utilizando instrucciones de interpolación en espiral G02/G03, soportando un ajuste flexible del diámetro, especialmente adecuado para roscas profundas y requisitos de paso grandes.
3. Mecanizado asistido por ultrasonidos
   -Principio: Utilizar la vibración de alta frecuencia para inducir la deformación plástica local de la cerámica, reduciendo el riesgo de fractura frágil, adecuado para hilos de paredes finas y estructuras complejas.
   -Efecto: La rugosidad superficial puede alcanzar Ra0,4 μ m, y la precisión de mecanizado se mejora en más de 30%.
4. Tratamiento por láser
   -Características: Mecanizado sin contacto, sin desgaste de la herramienta, capaz de manipular estructuras roscadas de nivel micrométrico, pequeña zona afectada por el calor, adecuado para componentes electrónicos de precisión.

3、 Proceso de sinterización para el procesamiento de roscas cerámicas de óxido de aluminio
Un método innovador para el mecanizado de roscas cerámicas de óxido de aluminio consiste en lograr la formación de roscas mediante la tecnología de sinterización. Los pasos específicos son los siguientes:

1. Preparación del neumático en blanco: Secar el polvo de granulación de alúmina y prensarlo con una prensa isostática para obtener la pieza en bruto de neumático de alúmina que se va a procesar.
2. Procesamiento de hilos: Procesar las roscas en el neumático en bruto para obtener un neumático en bruto con roscas.
3. Calcinación segmentada por gradiente: La pieza en bruto de neumático roscado se sinteriza continuamente mediante un proceso de calcinación segmentado en gradiente desde temperatura ambiente hasta 1600 ° C durante 36h-58h, con una etapa de aumento continuo de la temperatura que dura 34h-52h durante el proceso de sinterización continua. Después de la sinterización, se enfría para obtener productos cerámicos de alúmina con roscas integradas.

Este proceso puede controlar estrictamente la tasa de contracción de sinterización de la cerámica de alúmina, garantizando que los productos roscados tengan especificaciones uniformes y suficiente precisión después de la sinterización.

4、 Puntos clave del control de calidad

1. Precisión dimensional: Supervisión en tiempo real mediante un instrumento de medición de coordenadas, con tolerancias controladas dentro de ± 0,01 mm.
2. Tratamiento de la superficie: Solución de pulido de diamante se utiliza para el tratamiento de espejo, con una rugosidad de ≤ Ra0,2 μ m.
3. Pruebas de composición: Analizar para garantizar que la pureza de la alúmina es ≥ 99,5%, y evitar impurezas que afecten al rendimiento.

A través de los métodos y procesos anteriores, el problema del procesamiento de hilos de cerámica de alúmina puede resolverse eficazmente, promoviendo su aplicación en más campos.