Каковы трудности и решения при обработке керамики Macor

---

Macor (также известный как "обрабатываемая керамика") - это высокоэффективный керамический материал, разработанный американской компанией Corning и состоящий в основном из фторбиотита и боросиликатного стекла. Он сочетает в себе высокую термостойкость, изоляцию и механическую прочность керамики, а также обрабатываемость, схожую с металлами, что делает его пригодным для использования в точных приборах, полупроводниках, аэрокосмической промышленности и других областях. Однако до сих пор существует множество проблем, связанных с обработкой Керамика Macorтакие как высокая хрупкость, легкое разрушение кромок и быстрый износ инструмента. В этой статье подробно анализируются трудности обработки керамики Macor и предлагаются соответствующие решения.

Трудности при обработке керамики Macor
Высокая твердость и хрупкость
Хотя керамика Macor проще в обработке, чем традиционная керамика из глинозема или карбида кремния, ее твердость все еще относительно высока (твердость по Моосу около 4-5), и она хрупкая, склонная к образованию микротрещин или разрушению кромок во время резки, что влияет на точность обработки и качество поверхности.

Сильный износ инструмента
Из-за присутствия в Macor слюды и стеклянных фаз он может вызывать значительный износ режущих инструментов (особенно инструментов из быстрорежущей стали или твердых сплавов) в процессе обработки, сокращая срок службы инструмента и увеличивая стоимость обработки.

Низкий коэффициент теплового расширения, подвержен тепловым нагрузкам
Коэффициент теплового расширения Macor относительно низок (около 9,3 × 10 -⁶/° C), и локальное повышение температуры при высокоскоростной обработке может привести к концентрации тепловых напряжений, что влияет на стабильность размеров.

Сложность контроля шероховатости поверхности
Керамика Macor склонна к несоответствию шероховатости поверхности (Ra) при токарной обработке, фрезеровании или сверлении из-за отслаивания материала или вибрации инструмента, что влияет на последующую сборку или герметичность.

Низкая эффективность обработки
Из-за необходимости использовать более низкие скорости резания и подачи, чтобы избежать повреждения материала, эффективность обработки Macor обычно ниже, чем у металлических материалов, что увеличивает производственные затраты.

Решение для обработки керамики Macor
Выбор подходящих материалов и геометрических параметров инструмента
-Материал инструмента: Рекомендуется использовать инструменты из поликристаллического алмаза (PCD) или кубического нитрида бора (CBN) из-за их высокой твердости и хорошей износостойкости, что позволяет значительно снизить износ инструмента.
-Геометрические параметры режущего инструмента: Большой угол наклона (10°-15°) и острая режущая кромка снижают сопротивление резанию и предотвращают растрескивание материала.

Оптимизация параметров резки
-Скорость резания (Vc): Рекомендуется регулировать его в пределах 50-150 м/мин. Слишком высокая скорость приведет к перегреву инструмента, а слишком низкая - к снижению эффективности.
-Скорость подачи (f): Обычно скорость подачи выбирается в пределах 0,02-0,1 мм/об. Чрезмерная скорость подачи может увеличить усилие резания и привести к поломке кромки.
-Глубина пропила (ap): Для грубой обработки можно взять 0,2-0,5 мм, а для точной обработки следует контролировать 0,05-0,1 мм.

Принятие мер по охлаждению и смазке
-Сухая резка: Macor обычно может использовать сухую резку, но следует уделять внимание удалению стружки, чтобы избежать ее накопления и вторичного износа.
-Микросмазка (MQL): Если требуется высокая точность обработки, можно использовать очень небольшое количество смазочно-охлаждающей жидкости (например, спирт или деионизированную воду) для уменьшения трения и повышения температуры.

Улучшение стабильности зажима
Используйте мягкие клещи или специальные приспособления, чтобы избежать поломки материала из-за чрезмерного усилия зажима.
-Используйте вакуумные присоски или сплавы с низкой температурой плавления для фиксации, чтобы уменьшить влияние вибрации на качество обработки.

Использование специальных методов обработки (нетрадиционная обработка)
-Лазерная обработка: подходит для высокоточной обработки микроотверстий или сложных контуров, но требует контроля зоны термического влияния.
-Ультразвуковая обработка (USM): Подходит для прецизионной обработки керамики высокой твердости, позволяет снизить механическое напряжение.
-Электроэрозионная обработка (EDM): Сам по себе Macor непроводящий, но требования к частичной обработке могут быть выполнены с помощью вспомогательных электродов или методов покрытия.

Постобработка и оптимизация поверхности
-Полировка: Алмазная полировальная паста или химико-механическая полировка (CMP) используется для улучшения гладкости поверхности.
-Покрытие: В зависимости от требований к применению, для повышения износостойкости может применяться никелирование или другие виды обработки поверхности.

Керамика Macor широко используется в высокоточных областях благодаря своим превосходным характеристикам, однако трудности ее обработки проявляются в основном в высокой хрупкости, быстром износе инструмента и сложности контроля качества поверхности. Оптимизация выбора инструмента, параметров резания, методов охлаждения и применение специальных технологий обработки позволяют значительно повысить эффективность и производительность обработки.

Керамика Brudeze поставляет и продает широкий ассортимент высококачественного кварцевого стекла, включая глиноземистую керамику, циркониевую керамику, керамику из нитрида кремния, керамику из нитрида алюминия, керамику из карбида кремния, керамику из карбида бора, биокерамику, обрабатываемую керамику и т.д. Мы можем удовлетворить требования заказчика к различным керамическим изделиям.