硬脆材料加工技术的进展[1]

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1、非金属硬脆材料加工技术的最新进展杨俊飞，m欣利，刘超，张保国，郭昉(装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072)摘要：综述了近年国内外非金属硬脆材料加工技术的发展和最新研究成果，主要包括在传统磨削技术基础上发展起來的先进磨削(ELID磨削和高速磨削)技术，加热、超声和摩擦化学反应等辅助能量加工技术，以及激光、等离子、电火花、磨料水射流等高能束加工技术，展望了超精密加工技术的发展前景，旨在为促进我国的非金属硬脆材料优质、高效、低成木加工技术的快速发展提供借鉴。关键词：非金属硬脆材料；加工

2、技术；方法原理；质量效率国图分类号：O346.4;TB32文献标志码：ATheLatestResearchProgessofMachiningTechnologiesforNonmetalHardandBrittleMaterialsYANGJunfei,TIANXinli,LIUChao,ZHANGBaoguoandGUOFang(NationalKeyLaboratoryforEquipmentRemanufacturing,AcademyofArmoredForcesEngineering,Beij

3、ing100072)Abstract:Thelatestresearchachievementsanddevelopmentofthemachiningtechnologiesfornonmetalhardandbrittlematerialsinhomeandabroadissummarized,suchasadvancedgrinding(ELIDgrindingandHigh-speedgrinding)technologiesonthebasisoftraditionalgrindingtechn

4、ology,energyaidedmachiningtechnologiesincludedheatfromdiverseheaters,UltrasonicWaveandfrictionalchemistryreaction,aswellashighdensityenergycurrentsmachiningtechnologiesinvolvedLaser,PlasmaArc,EDMandAbrasiveWater-jet.Atlast,theprospectsofultraprecisionmach

5、iningtechnologiesfornonmetalhardandbrittlematerialsareviewed.Itmayprovidehelpsforthefastdevelopmentofmachiningnonmetalhardandbrittlematerialsofgoodquality,highefficiencyandlowcostinourcountry.Keywords:NonmetalHardandBrittleMaterials;MachiningTechnology;Me

6、thod&Mechanism;Quality&Efficiency非金属硬脆材料包括各种石材、宝石、玻璃、硅品体、石英品体、陶瓷、稀土磁性材料等。非金属硕脆材料大多为非导电体或半导体，通常具有高使度、高脆性、高耐磨性、高抗蚀性、高抗氧化性、高电阻率、耐高温、不导磁等性能。由于非金属硕脆材料具有许多金属材料难以比拟的优良特性，因此其应用范围已由建筑业、工艺品制造业等逐渐扩展到航天、机械、汽车、轻工、化工等工业领域。非金属硬脆材料应川领域的不断拓宽和对其进行加工时的低效率高成本的才盾日益突出。目前，传统的磨削

7、加工，虽然加工成本高、效率低，但仍然占加工总量的85%以上。为了改善这-•现状，人们在此基础上发展了在线电解修锐(ELID)磨削、高速(超高速)磨削等先进磨削技术，以及研究开发出辅助能最加工技术和高能束加工加工技术，取得了巨大进步。这些加工技术应用于非金属硬脆材料的加F,极人地降低了加工成本、提高了加工效率或表面完整性。本文就20世纪90年代以来国内外许多学者对非金属硬脆材料的先进加工技术的大量研究成果和其最新进展进行简要介绍和评述。1先进磨削技术1.1在线电解修锐磨削（ELID）日本学者HitoshiO

8、hmori（人森整）于1987年率先提出并深入研究了砂轮在线电解修锐技术山。在线电解修锐磨削为金属结合剂金刚石磨具的修锐提供了新思路，它在脉冲电源和电解液的作用下，利用电解阳极溶解效应实现对金属基砂轮的连续修整，在去除阳极金属结合剂的同时，使崭新的磨料颗粒逐渐凸出砂轮表而，原理简图如图1所示。在线电解修锐磨削具有磨削过程稳定、可控性好、磨料利用率髙、可实现镜而磨削、加工表而质量好筹特点。烧削液图1ELID磨削技术原理简图目前，