工程陶瓷的独特加工特点

陶瓷材料是高硬度和高刚性与低塑性和低韧性的硬脆性材料，弹塑性材料的剪切塑性变形不同，陶瓷材料是以脆性断裂的形式被去除（图2-175）。

图2-175 陶瓷的脆性破坏

作为脆性材料的陶瓷，在切削过程中开始在材料内部产生龟裂，龟裂向下延伸一定深度后，由于切削刃前的应力集中加工，向材料表面方向扩展。在材料内部产生裂纹后，裂纹向材料内部扩展停止，转而向自由表面扩展断裂成为切屑被切离，如图2-176所示。

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图2-176 陶瓷材料产生龟裂与去除模型

采用刀具对陶瓷材料的切削是脆性裂纹的扩展，因此在材料的内部和表面残留着裂纹，对零件表面和内部的质量都会造成很大的损伤。

改变陶瓷材料的脆性断裂切削模式，实现塑性切削加工，才能实现陶瓷材料的精密加工。陶瓷材料的切削模式，取决于材料的特性，如陶瓷材料的硬度、弹性模量、屈服强度、断裂韧度，以及切削加工条件，如刀具材料、刀具几何角度、切削速度、进给量和吃刀量等。

陶瓷材料固有的性能不可改变，只能改变切削加工条件，促使硬脆的陶瓷材料产生局部的塑性变形，实现逆性切削。切削金属材料时，切削温度提高硬度下降，材料的塑性增加；脆性大的陶瓷材料也是遵循这样的规律，受热后脆性下降塑性增加。提高切削温度的方法：提高切削速度；采用负前角。这样可以增加对材料的挤压作用，增加晶体位错能量，提高切削温度，使脆性下降塑性增加，切削时即可减少材料的脆性裂纹，实现塑性切削。