알루미나 세라믹용 스레드 처리 방법
알루미나 세라믹은 높은 경도, 고온 저항성, 내식성 및 기타 특성으로 인해 항공 우주, 전자 통신, 의료 장비 및 기타 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 하지만 높은 경도와 취성으로 인해 나사산 가공은 기술적 난제이기도 합니다.
1、 산화알루미늄 세라믹 나사 가공의 과제와 솔루션
알루미나 세라믹의 모스 경도는 다이아몬드에 이어 두 번째로 높은 레벨 9에 가깝지만 인성이 낮고 가공 중 가장자리 파손 및 파편화 등의 문제가 발생하기 쉽습니다. 기존의 금속 가공 방법(예: 일반 태핑)은 알루미나 세라믹의 나사 가공에 직접 적용하기 어렵고 다음과 같은 기술 혁신이 필요합니다:
- 특수 장비: 세라믹 정밀 조각 기계를 채택하여 고강성 구조로 진동을 줄일 수 있으며 보호 시스템은 세라믹 분말이 공작 기계에 미치는 손상을 효과적으로 차단할 수 있습니다.
- 초경량 절삭 공구: 다이아몬드 또는 입방정질화붕소(CBN) 절삭 공구를 사용하여 내마모성과 절삭 효율을 개선하세요.
- 매개변수 최적화: 절삭 속도를 줄이고, 이송 속도를 제어하고, 가공 스트레스를 최소화하고, 재료 손상을 방지하세요.
2、 산화알루미늄 세라믹 나사 가공의 핵심 공정
- 태핑 처리
-적용 가능한 시나리오: 직경이 작고(30mm 미만) 중간 정도의 정밀도가 요구되는 내부 나사 가공.
-기술적인 포인트:
-유연한 태핑 클램프를 사용하여 공작 기계의 축 방향 이송 오류를 보정하고 정확한 피치를 보장합니다.
-프로그래밍을 위해서는 스핀들 속도와 이송 속도(이송 속도=속도×이송량)를 엄격하게 일치시키고 G84/G74 명령을 통해 오른쪽/왼쪽 나사산을 제어해야 합니다. - 밀링 스레드 처리
-장점: 공구 수명이 탭보다 10배 이상 길어 대구경 및 고정밀 나사 가공에 적합합니다.
-구현 방법: 3축 연결 CNC 시스템을 통해 G02/G03 나선형 보간 지침을 사용하여 나사 밀링이 완료되어 유연한 직경 조정을 지원하며, 특히 깊은 나사산과 큰 피치 요구 사항에 적합합니다. - 초음파 보조 가공
-원리: 고주파 진동을 활용하여 세라믹의 국소 소성 변형을 유도하여 취성 골절의 위험을 줄이고, 벽이 얇고 복잡한 구조의 나사산에 적합합니다.
-효과: 표면 거칠기가 Ra0.4 μ m에 도달할 수 있으며 가공 정확도가 30% 이상 향상됩니다. - 레이저 가공
-특징: 비접촉식 가공, 공구 마모 없음, 마이크로미터 수준의 나사 구조 처리 가능, 작은 열 영향 영역, 정밀 전자 부품에 적합.
3、 산화알루미늄 세라믹 스레드 가공을 위한 소결 공정
산화알루미늄 세라믹 스레드를 가공하는 혁신적인 방법은 소결 기술을 통해 스레드 형성을 달성하는 것입니다. 구체적인 단계는 다음과 같습니다:
- 타이어 블랭크 준비: 알루미나 과립 분말을 건조시키고 등방성 프레스로 압착하여 가공할 타이어 블랭크의 알루미나를 얻습니다.
- 스레드 처리: 타이어 블랭크에 실을 가공하여 실이 있는 타이어 블랭크를 얻습니다.
- 그라데이션 분할 계산: 스레드 타이어 블랭크는 실온에서 1600°C까지 36시간~58시간 동안 구배 분할 소성 공정을 통해 연속 소결되며, 연속 소결 과정 중 34시간~52시간 동안 온도가 지속적으로 상승하는 단계를 거칩니다. 소결 후 냉각하여 나사산이 일체화된 알루미나 세라믹 제품을 얻습니다.
이 공정은 알루미나 세라믹의 소결 수축률을 엄격하게 제어하여 나사산 제품이 소결 후 균일한 사양과 충분한 정확도를 갖도록 보장할 수 있습니다.
4、 품질 관리의 핵심 포인트
- 치수 정확도: 좌표 측정기를 통한 실시간 모니터링, 허용 오차가 ±0.01mm 이내로 제어됩니다.
- 표면 처리: 다이아몬드 연마 용액은 거칠기가 ≤ Ra0.2 μ m인 거울 처리에 사용됩니다.
- 컴포지션 테스트: 알루미나의 순도가 99.5% 이상인지 분석하고 성능에 영향을 미치는 불순물이 없는지 확인합니다.
위의 방법과 프로세스를 통해 다음과 같은 스레드 처리 문제가 해결되었습니다. 알루미나 세라믹 효과적으로 해결할 수 있어 더 많은 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다.