Come lavorare i filetti per la ceramica di allumina

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Le ceramiche di allumina sono state ampiamente utilizzate nei settori aerospaziale, delle comunicazioni elettroniche, delle apparecchiature mediche e in altri campi grazie alla loro elevata durezza, alla resistenza alle alte temperature, alla corrosione e ad altre caratteristiche. Tuttavia, l'elevata durezza e la fragilità rendono la lavorazione dei filetti una sfida tecnica importante.

1、 Sfide e soluzioni nella lavorazione dei filetti ceramici in ossido di alluminio
La durezza Mohs della ceramica di allumina è prossima al livello 9, seconda solo al diamante, ma la sua tenacità è bassa ed è soggetta a problemi quali la rottura dei bordi e la frammentazione durante la lavorazione. I metodi tradizionali di lavorazione dei metalli (come la maschiatura ordinaria) sono difficili da applicare direttamente alla lavorazione dei filetti della ceramica di allumina e richiedono le seguenti innovazioni tecnologiche:

1. Equipaggiamento speciale: Adottando una macchina per l'intaglio di precisione della ceramica, la sua struttura ad alta rigidità può ridurre le vibrazioni e il sistema di protezione può isolare efficacemente i danni della polvere ceramica alla macchina utensile.
2. Utensili da taglio superduri: Utilizzare utensili da taglio in diamante o nitruro di boro cubico (CBN) per migliorare la resistenza all'usura e l'efficienza di taglio.
3. Ottimizzazione dei parametri: Ridurre la velocità di taglio, controllare l'avanzamento, minimizzare lo stress di lavorazione ed evitare danni al materiale.

2、 Il processo centrale della lavorazione dei filetti in ceramica di ossido di alluminio

1. Elaborazione della maschiatura
   -Scenari applicabili: Lavorazione di filetti interni con diametro ridotto (<30 mm) e requisiti di precisione moderati.
   -Punti tecnici:
   -Utilizzo di morsetti flessibili per compensare gli errori di avanzamento assiale della macchina utensile e garantire un passo preciso.
   -La programmazione richiede una rigorosa corrispondenza tra velocità del mandrino e velocità di avanzamento (velocità di avanzamento=velocità x lead) e il controllo delle filettature destre/sinistre tramite i comandi G84/G74.
2. Lavorazione del filetto di fresatura
   -Vantaggi: Adatto alla lavorazione di filetti di grande diametro e di alta precisione, con una durata dell'utensile superiore a 10 volte quella dei maschi.
   -Metodo di implementazione: Attraverso un sistema CNC a tre assi, la fresatura dei filetti viene completata utilizzando le istruzioni di interpolazione a spirale G02/G03, che supportano una regolazione flessibile del diametro, particolarmente adatta a filetti profondi e a requisiti di passo elevati.
3. Lavorazione assistita da ultrasuoni
   -Principio: utilizzare le vibrazioni ad alta frequenza per indurre la deformazione plastica locale della ceramica, riducendo il rischio di frattura fragile, adatto a fili strutturali complessi e a parete sottile.
   -Effetto: La rugosità superficiale può raggiungere Ra0,4 μ m e la precisione di lavorazione è migliorata di oltre 30%.
4. Elaborazione laser
   -Caratteristiche: Lavorazione senza contatto, nessuna usura dell'utensile, in grado di gestire strutture filettate di livello micrometrico, zona a calore ridotto, adatta a componenti elettronici di precisione.

3、 Processo di sinterizzazione per la lavorazione di filetti ceramici in ossido di alluminio
Un metodo innovativo per la lavorazione dei filetti ceramici in ossido di alluminio consiste nel realizzare la formazione dei filetti attraverso la tecnologia della sinterizzazione. Le fasi specifiche sono le seguenti:

1. Preparazione del pneumatico grezzo: Asciugare la polvere di granulazione di allumina e pressarla con una pressa isostatica per ottenere il grezzo di gomma da lavorare.
2. Elaborazione del filo: Lavorare i filetti sul pneumatico grezzo per ottenere un pneumatico grezzo con filetti.
3. Calcinazione segmentata a gradiente: Lo spezzone di pneumatico filettato viene sinterizzato in continuo utilizzando un processo di calcinazione a segmenti a gradiente da temperatura ambiente a 1600°C per 36h-58h, con una fase di aumento continuo della temperatura che dura 34h-52h durante il processo di sinterizzazione continua. Dopo la sinterizzazione, viene raffreddato per ottenere prodotti ceramici in allumina con filettature integrate.

Questo processo è in grado di controllare rigorosamente il tasso di contrazione da sinterizzazione della ceramica di allumina, garantendo che i prodotti filettati abbiano specifiche uniformi e una precisione sufficiente dopo la sinterizzazione.

4、 Punti chiave del controllo qualità

1. Precisione dimensionale: Monitoraggio in tempo reale attraverso uno strumento di misura a coordinate, con tolleranze controllate entro ± 0,01 mm.
2. Trattamento della superficie: Per il trattamento degli specchi viene utilizzata una soluzione di lucidatura diamantata, con una rugosità ≤ Ra0,2 μ m.
3. Test di composizione: Analizzare per garantire che la purezza dell'allumina sia ≥ 99,5% ed evitare che le impurità influiscano sulle prestazioni.

Attraverso i metodi e i processi sopra descritti, il problema dell'elaborazione dei fili di ceramica di allumina può essere risolto efficacemente, promuovendo la sua applicazione in più campi.