Comment traiter les filets pour les céramiques d'alumine ?

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Les céramiques d'alumine ont été largement utilisées dans l'aérospatiale, les communications électroniques, les équipements médicaux et d'autres domaines en raison de leur grande dureté, de leur résistance aux températures élevées, de leur résistance à la corrosion et d'autres caractéristiques. Toutefois, sa grande dureté et sa fragilité font de l'usinage des filets un défi technique majeur.

1、 Défis et solutions dans le traitement des filets en céramique d'oxyde d'aluminium
La dureté Mohs des céramiques d'alumine est proche du niveau 9, le deuxième après le diamant, mais sa ténacité est faible et elle est sujette à des problèmes tels que la rupture des arêtes et la fragmentation pendant le traitement. Les méthodes traditionnelles de traitement des métaux (telles que le taraudage ordinaire) sont difficiles à appliquer directement au traitement des filets des céramiques d'alumine et nécessitent les innovations technologiques suivantes :

1. Équipement spécial : Adoptant une machine à sculpter de précision en céramique, sa structure très rigide peut réduire les vibrations, et le système de protection peut isoler efficacement les dommages causés par la poudre de céramique à la machine-outil.
2. Outils de coupe super-durs : Utiliser des outils de coupe en diamant ou en nitrure de bore cubique (CBN) pour améliorer la résistance à l'usure et l'efficacité de la coupe.
3. Optimisation des paramètres : Réduire la vitesse de coupe, contrôler la vitesse d'avance, minimiser les contraintes d'usinage et éviter les dégâts matériels.

2、 Le processus de base de l'usinage des filets en céramique d'oxyde d'aluminium

1. Traitement du taraudage
   -Scénarios d'application : Usinage de filets intérieurs de petit diamètre (<30 mm) avec des exigences de précision modérées.
   -Points techniques :
   L'utilisation de pinces à tarauder flexibles permet de compenser les erreurs d'avance axiale de la machine-outil et d'assurer un pas précis.
   -La programmation exige une correspondance stricte entre la vitesse de la broche et la vitesse d'avance (vitesse d'avance = vitesse x avance), ainsi que le contrôle des filets à droite et à gauche par le biais des commandes G84/G74.
2. Traitement des filets de fraisage
   -Avantages : Convient à l'usinage de filets de grand diamètre et de haute précision, avec une durée de vie de l'outil plus de 10 fois supérieure à celle des tarauds.
   -Méthode de mise en œuvre : Grâce à un système CNC à trois axes, le fraisage des filets est réalisé à l'aide d'instructions d'interpolation en spirale G02/G03, permettant un ajustement flexible du diamètre, particulièrement adapté aux filets profonds et aux exigences de pas important.
3. Usinage assisté par ultrasons
   -Principe : l'utilisation de vibrations à haute fréquence pour induire une déformation plastique locale des céramiques, réduisant ainsi le risque de rupture fragile, convient aux fils à parois minces et aux fils structurels complexes.
   -Effet : La rugosité de surface peut atteindre Ra0,4 μ m, et la précision d'usinage est améliorée de plus de 30%.
4. Traitement au laser
   -Caractéristiques : Usinage sans contact, pas d'usure de l'outil, capable de traiter des structures filetées de l'ordre du micromètre, petite zone affectée par la chaleur, convient pour les composants électroniques de précision.

3、 Procédé de frittage pour le traitement des filets en céramique d'oxyde d'aluminium
Une méthode innovante pour l'usinage des filets céramiques en oxyde d'aluminium consiste à réaliser la formation des filets par la technologie du frittage. Les étapes spécifiques sont les suivantes :

1. Préparation de l'ébauche de pneu : Sécher la poudre de granulation d'alumine et la presser à l'aide d'une presse isostatique pour obtenir l'ébauche de pneu d'alumine à traiter.
2. Traitement du fil : Traiter les filets sur l'ébauche de pneu pour obtenir une ébauche de pneu avec des filets.
3. Calcination segmentée par gradient : L'ébauche de pneu fileté est frittée en continu à l'aide d'un processus de calcination segmenté en gradient, de la température ambiante à 1600°C pendant 36h-58h, la température augmentant continuellement pendant 34h-52h au cours du processus de frittage continu. Après le frittage, il est refroidi pour obtenir des produits en céramique d'alumine avec des filets intégrés.

Ce processus permet de contrôler rigoureusement le taux de retrait de frittage des céramiques d'alumine, ce qui garantit que les produits filetés ont des spécifications uniformes et une précision suffisante après le frittage.

4、 Points clés du contrôle de la qualité

1. Précision dimensionnelle : Contrôle en temps réel à l'aide d'un instrument de mesure des coordonnées, avec des tolérances contrôlées à ± 0,01 mm.
2. Traitement de surface : Une solution de polissage au diamant est utilisée pour le traitement des miroirs, avec une rugosité de ≤ Ra0,2 μ m.
3. Test de composition : Analyser pour s'assurer que la pureté de l'alumine est ≥ 99,5%, et éviter que les impuretés n'affectent les performances.

Grâce aux méthodes et processus susmentionnés, le problème du traitement des fils de céramique d'alumine peut être résolue efficacement, ce qui favorise son application dans un plus grand nombre de domaines.