碳化矽陶瓷具有(yǒu)硬(yìng)度(dù)高(gāo)、強(qiáng)度(dù)高(gāo)和(hé)耐高(gāo)温(wēn)等優异(yì)性(xìng)能(néng)，被(bèi)广泛運用于(yú)化工、礦業、航空航天、汽車和(hé)微電(diàn)子等工業領域。在(zài)加工过(guò)程中(zhōng)，陶瓷材料常需要(yào)進(jìn)行鑽(zuàn)孔和(hé)開(kāi)槽等工序，而(ér)碳化矽具有(yǒu)較高(gāo)的(de)硬(yìng)度(dù)及(jí)較低(dī)的(de)斷裂韌性(xìng)，是(shì)典型的(de)難加工材料。对(duì)于(yú)碳化矽陶瓷的(de)加工，國(guó)內(nèi)外(wài)研究主(zhǔ)要(yào)涉及(jí)碳化矽陶瓷的(de)磨削工藝和(hé)加工效率等，鮮有(yǒu)關(guān)于(yú)碳化矽陶瓷片(piàn)的(de)具體(tǐ)磨削去(qù)除方(fāng)式及(jí)加工質(zhì)量(liàng)的(de)研究報道(dào)。本(běn)文(wén)采用燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)对(duì)陶瓷片(piàn)進(jìn)行磨削鑽(zuàn)孔，通(tòng)过(guò)理(lǐ)論計(jì)算及(jí)試验(yàn)观察的(de)方(fāng)式，獲得碳化矽陶瓷的(de)磨削去(qù)除方(fāng)式，並(bìng)通(tòng)过(guò)施加預緊力的(de)工藝裝(zhuāng)置較大(dà)程度(dù)地(dì)減小孔出(chū)口(kǒu)的(de)崩豁和(hé)裂紋，從而(ér)改善孔加工質(zhì)量(liàng)，獲得最(zuì)優預緊力及(jí)其(qí)理(lǐ)想(xiǎng)範圍。

一(yī)、試验(yàn)

1）、試验(yàn)材料及(jí)設備

試验(yàn)采用燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)，其(qí)結構如(rú)图(tú)1所(suǒ)示，由工作(zuò)层(céng)、过(guò)渡层(céng)和(hé)金(jīn)屬基體(tǐ)等三(sān)部(bù)分(fēn)组成(chéng)。工作(zuò)层(céng)为(wèi)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)與(yǔ)金(jīn)屬結合劑混合的(de)压制层(céng)，金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)包(bāo)裹于(yú)結合劑中(zhōng)，從而(ér)實(shí)現(xiàn)对(duì)工件(jiàn)材料的(de)磨削；过(guò)渡层(céng)由結合劑粉末(mò)组成(chéng)，不(bù)包(bāo)含金(jīn)剛石(dàn)，牢固連(lián)接基體(tǐ)與(yǔ)工作(zuò)层(céng)；基體(tǐ)由45#鋼(gāng)經(jīng)機(jī)械加工而(ér)制成(chéng)，起(qǐ)支撐工作(zuò)层(céng)的(de)作(zuò)用，同(tóng)时(shí)便于(yú)裝(zhuāng)卡(kǎ)工具。燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)工作(zuò)层(céng)高(gāo)度(dù)为(wèi)6mm，外(wài)徑为(wèi)20mm，內(nèi)徑为(wèi)16mm，水(shuǐ)口(kǒu)数为(wèi)2个(gè)，金(jīn)剛石(dàn)粒(lì)度(dù)为(wèi)50/60(直(zhí)徑为(wèi)250μm)，金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)的(de)濃度(dù)为(wèi)50%(0.44g/cm3，400%濃度(dù)制)

图(tú)1  燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)結構

試验(yàn)采用的(de)碳化矽陶瓷工件(jiàn)为(wèi)正(zhèng)方(fāng)形，質(zhì)量(liàng)分(fēn)数为(wèi)99.5wt%，斷裂韌性(xìng)为(wèi)3.9MPa·m1/2，維氏硬(yìng)度(dù)为(wèi)26GPa，工件(jiàn)厚度(dù)为(wèi)10mm。

在(zài)ZXL-20型鑽(zuàn)銑床上(shàng)進(jìn)行試验(yàn)，其(qí)額定(dìng)功率为(wèi)750W，加工时(shí)采用水(shuǐ)冷(lěng)卻，冷(lěng)卻液压力为(wèi)0.3MPa，冷(lěng)卻液流量(liàng)为(wèi)120cc/s。試验(yàn)采用JSM-6300型掃描電(diàn)鏡(jìng)观察碳化矽陶瓷的(de)孔加工表(biǎo)面(miàn)，为(wèi)了确保試樣(yàng)的(de)導電(diàn)性(xìng)，观察前(qián)对(duì)加工表(biǎo)面(miàn)進(jìn)行噴金(jīn)處(chù)理(lǐ)。

2）、預緊力工藝裝(zhuāng)置

針(zhēn)对(duì)鑽(zuàn)头(tóu)加工碳化矽陶瓷出(chū)現(xiàn)的(de)裂紋及(jí)崩豁現(xiàn)象(xiàng)，設計(jì)了由上(shàng)压板、上(shàng)垫(diàn)板、下(xià)垫(diàn)板及(jí)夾具體(tǐ)组成(chéng)的(de)預緊力工藝裝(zhuāng)置，裝(zhuāng)置示意(yì)图(tú)見(jiàn)图(tú)2。

图(tú)2 預緊力工藝裝(zhuāng)置

試验(yàn)采用的(de)垫(diàn)板材料为(wèi)PVC硬(yìng)塑料板，其(qí)彈性(xìng)模量(liàng)为(wèi)2300-2500MPa，厚度(dù)为(wèi)2mm。采用M12粗(cū)牙(yá)普通(tòng)螺紋螺栓實(shí)現(xiàn)預緊，通(tòng)过(guò)BK-282002測力矩扳手(shǒu)擰緊力矩来(lái)控制預緊力的(de)大(dà)小，观察碳化矽陶瓷的(de)孔加工質(zhì)量(liàng)，選擇最(zuì)優預緊力。

二(èr)、結果(guǒ)分(fēn)析

1）、磨削去(qù)除方(fāng)式分(fēn)析

由压痕斷裂力學(xué)模型可(kě)知，在(zài)陶瓷磨削过(guò)程中(zhōng)，當对(duì)單颗(kē)磨粒(lì)施加的(de)法向载(zài)荷大(dà)于(yú)由陶瓷材料本(běn)身(shēn)決定(dìng)的(de)單颗(kē)磨粒(lì)臨界切(qiè)削载(zài)荷时(shí)，陶瓷材料将会(huì)産生(shēng)裂紋，當裂紋擴展(zhǎn)至(zhì)自(zì)由面(miàn)时(shí)，陶瓷材料發(fà)生(shēng)脆性(xìng)斷裂，從而(ér)形成(chéng)切(qiè)屑。當对(duì)單颗(kē)磨粒(lì)施加的(de)法向载(zài)荷低(dī)于(yú)由陶瓷材料本(běn)身(shēn)決定(dìng)的(de)單颗(kē)磨粒(lì)臨界切(qiè)削载(zài)荷时(shí)，裂紋不(bù)会(huì)産生(shēng)更(gèng)不(bù)会(huì)擴展(zhǎn)，磨粒(lì)使材料發(fà)生(shēng)塑性(xìng)變(biàn)形。

本(běn)文(wén)通(tòng)过(guò)計(jì)算比較燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)單颗(kē)磨粒(lì)受到(dào)的(de)平均载(zài)荷及(jí)由碳化矽本(běn)身(shēn)決定(dìng)的(de)單颗(kē)磨粒(lì)臨界切(qiè)削载(zài)荷时(shí)，来(lái)判斷碳化矽陶瓷材料的(de)磨削去(qù)除形式。

①單颗(kē)磨粒(lì)受到(dào)的(de)平均载(zài)荷

假定(dìng)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)为(wèi)圆(yuán)球體(tǐ)，設1cm3單位(wèi)體(tǐ)積的(de)鑽(zuàn)头(tóu)工作(zuò)层(céng)內(nèi)所(suǒ)包(bāo)含的(de)金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)数为(wèi)nv，則有(yǒu)

(1)、式中(zhōng)，C为(wèi)金(jīn)剛石(dàn)濃度(dù)；ρ为(wèi)金(jīn)剛石(dàn)密度(dù)；d为(wèi)金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)平均直(zhí)徑。

在(zài)加工过(guò)程中(zhōng)，燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)不(bù)斷磨損，金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)随之(zhī)脫落。設金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)在(zài)沒(méi)有(yǒu)脫落时(shí)，金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)的(de)最(zuì)大(dà)出(chū)露高(gāo)度(dù)占其(qí)直(zhí)徑的(de)比例为(wèi)k，由文(wén)獻可(kě)知，在(zài)鑽(zuàn)头(tóu)工作(zuò)层(céng)表(biǎo)面(miàn)，金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)的(de)最(zuì)大(dà)出(chū)露高(gāo)度(dù)不(bù)大(dà)于(yú)其(qí)直(zhí)徑的(de)三(sān)分(fēn)之(zhī)一(yī)，且(qiě)k≤30%。從微观层(céng)面(miàn)上(shàng)来(lái)看(kàn)，每个(gè)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)都不(bù)在(zài)同(tóng)一(yī)个(gè)层(céng)面(miàn)上(shàng)，設1cm3單位(wèi)體(tǐ)積內(nèi)包(bāo)含的(de)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)层(céng)数为(wèi)mv，則有(yǒu)

(2)、設燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)工作(zuò)层(céng)上(shàng)1cm2單位(wèi)面(miàn)積上(shàng)所(suǒ)包(bāo)含的(de)出(chū)露金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)数量(liàng)为(wèi)N0，則有(yǒu)

(3)、由于(yú)在(zài)加工过(guò)程中(zhōng)，出(chū)露金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)不(bù)同(tóng)时(shí)工作(zuò)，設參加工作(zuò)的(de)金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)占出(chū)露金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)的(de)比例为(wèi)ξ，文(wén)獻表(biǎo)明(míng)，ξ≤26%。那(nà)麼(me)在(zài)1cm2單位(wèi)面(miàn)積上(shàng)參加工作(zuò)的(de)金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)的(de)数量(liàng)Nξ为(wèi)

(4)、設作(zuò)用在(zài)燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)工作(zuò)面(miàn)上(shàng)的(de)軸向進(jìn)給(gěi)载(zài)荷为(wèi)P，那(nà)麼(me)作(zuò)用在(zài)工作(zuò)面(miàn)的(de)1cm2單位(wèi)面(miàn)積上(shàng)的(de)軸向進(jìn)給(gěi)载(zài)荷P0可(kě)表(biǎo)示为(wèi)

(5)、式中(zhōng)，S为(wèi)燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)工作(zuò)面(miàn)的(de)總(zǒng)面(miàn)積；D1、D2分(fēn)别为(wèi)燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)的(de)外(wài)徑、內(nèi)徑；N为(wèi)鑽(zuàn)头(tóu)的(de)水(shuǐ)口(kǒu)数；b为(wèi)鑽(zuàn)头(tóu)的(de)水(shuǐ)口(kǒu)宽(kuān)度(dù)。

所(suǒ)以(yǐ)，在(zài)燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)的(de)工作(zuò)面(miàn)上(shàng)，單颗(kē)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)受到(dào)的(de)平均载(zài)荷为(wèi)

(6)、在(zài)試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)，軸向進(jìn)給(gěi)压力通(tòng)常大(dà)于(yú)695N(取(qǔ)最(zuì)小值695N)；金(jīn)剛石(dàn)密度(dù)为(wèi)3.52g/cm3；金(jīn)剛石(dàn)粒(lì)度(dù)为(wèi)500/60(直(zhí)徑为(wèi)250μm)；金(jīn)剛石(dàn)濃度(dù)为(wèi)50%(400%濃度(dù)制，0.44g/cm3)；金(jīn)剛石(dàn)沒(méi)有(yǒu)脫落时(shí)的(de)最(zuì)大(dà)出(chū)露高(gāo)度(dù)占金(jīn)剛石(dàn)直(zhí)徑的(de)比例k取(qǔ)最(zuì)大(dà)值30%；參加工作(zuò)的(de)金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)占出(chū)露金(jīn)剛石(dàn)颗(kē)粒(lì)的(de)比例ξ取(qǔ)最(zuì)大(dà)值26%；鑽(zuàn)头(tóu)外(wài)徑、內(nèi)徑分(fēn)别为(wèi)20mm、16mm；鑽(zuàn)头(tóu)的(de)水(shuǐ)口(kǒu)数为(wèi)2，水(shuǐ)口(kǒu)宽(kuān)度(dù)为(wèi)2mm。根(gēn)據(jù)以(yǐ)上(shàng)參数，結合式(6)对(duì)試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)鑽(zuàn)头(tóu)的(de)單颗(kē)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)受到(dào)的(de)平均载(zài)荷進(jìn)行計(jì)算，得到(dào)为(wèi)22.20N。

②單颗(kē)磨粒(lì)臨界切(qiè)削载(zài)荷

由压痕斷裂力學(xué)模型可(kě)知，産生(shēng)裂紋的(de)臨界切(qiè)削载(zài)荷P1可(kě)表(biǎo)示为(wèi)

(7)、式中(zhōng)，ζ为(wèi)一(yī)無量(liàng)綱常数；f(E/H)为(wèi)一(yī)衰減函(hán)数，ζf(E/H)≈2×105；Kc为(wèi)陶瓷材料的(de)斷裂韌性(xìng)；HV为(wèi)陶瓷材料的(de)維氏硬(yìng)度(dù)。

試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)的(de)碳化矽陶瓷(99.5wt%)，其(qí)斷裂韌性(xìng)为(wèi)3.9MPa·m1/2；維氏硬(yìng)度(dù)为(wèi)26GPa；根(gēn)據(jù)式(7)对(duì)單颗(kē)磨粒(lì)的(de)臨界切(qiè)削载(zài)荷P1進(jìn)行計(jì)算，得到(dào)P1为(wèi)2.63N。

通(tòng)过(guò)比較，試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)的(de)單颗(kē)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)承受的(de)平均载(zài)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超过(guò)碳化矽陶瓷的(de)臨界切(qiè)削载(zài)荷，所(suǒ)以(yǐ)在(zài)試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)碳化矽陶瓷的(de)材料去(qù)除以(yǐ)脆性(xìng)斷裂的(de)方(fāng)式为(wèi)主(zhǔ)。

在(zài)碳化矽陶瓷材料磨削去(qù)除的(de)过(guò)程中(zhōng)，還(huán)伴随塑性(xìng)變(biàn)形的(de)去(qù)除方(fāng)式。这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)與(yǔ)陶瓷産生(shēng)周期(qī)性(xìng)的(de)劇烈沖擊、擠压及(jí)摩擦，産生(shēng)大(dà)量(liàng)的(de)交變(biàn)热(rè)應(yìng)力及(jí)機(jī)械應(yìng)力，金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)在(zài)應(yìng)力不(bù)斷磨損的(de)持(chí)續作(zuò)用下(xià)，發(fà)生(shēng)局(jú)部(bù)微破碎甚至(zhì)大(dà)面(miàn)積破碎現(xiàn)象(xiàng)，使得金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)與(yǔ)陶瓷的(de)接觸面(miàn)積增大(dà)，單颗(kē)磨粒(lì)所(suǒ)受到(dào)的(de)平均载(zài)荷降低(dī)，當平均载(zài)荷低(dī)于(yú)碳化矽陶瓷的(de)臨界切(qiè)削载(zài)荷时(shí)，陶瓷材料發(fà)生(shēng)塑性(xìng)變(biàn)形。

(a)100×

(b)1000×

图(tú)3  碳化矽陶瓷磨削表(biǎo)面(miàn)

利用掃描電(diàn)鏡(jìng)对(duì)碳化矽陶瓷的(de)加工表(biǎo)面(miàn)進(jìn)行观察發(fà)現(xiàn)，其(qí)表(biǎo)面(miàn)存在(zài)發(fà)生(shēng)脆性(xìng)斷裂破坏形成(chéng)的(de)凹坑及(jí)长短(duǎn)不(bù)一(yī)的(de)沟(gōu)槽、劃(huà)痕，且(qiě)凹坑所(suǒ)占比例較大(dà)(見(jiàn)图(tú)3)。一(yī)方(fāng)面(miàn)，大(dà)量(liàng)的(de)陶瓷晶粒(lì)與(yǔ)晶粒(lì)块(kuài)以(yǐ)崩碎切(qiè)屑的(de)方(fāng)式從陶瓷表(biǎo)面(miàn)上(shàng)脫落，導致(zhì)陶瓷材料發(fà)生(shēng)微破碎現(xiàn)象(xiàng)，從而(ér)在(zài)碳化矽陶瓷的(de)加工表(biǎo)面(miàn)留下(xià)大(dà)量(liàng)凹坑，表(biǎo)明(míng)碳化矽陶瓷的(de)材料去(qù)除主(zhǔ)要(yào)以(yǐ)脆性(xìng)斷裂的(de)方(fāng)式为(wèi)主(zhǔ)；另(lìng)一(yī)方(fāng)面(miàn)，陶瓷磨削表(biǎo)面(miàn)也(yě)存在(zài)一(yī)些沟(gōu)槽及(jí)劃(huà)痕，表(biǎo)明(míng)碳化矽加工表(biǎo)面(miàn)也(yě)伴随着塑性(xìng)變(biàn)形現(xiàn)象(xiàng)。磨削表(biǎo)面(miàn)是(shì)多(duō)个(gè)磨粒(lì)共(gòng)同(tóng)作(zuò)用的(de)結果(guǒ)，既表(biǎo)現(xiàn)出(chū)典型的(de)脆性(xìng)斷裂特(tè)征，也(yě)存在(zài)一(yī)定(dìng)的(de)塑性(xìng)變(biàn)形現(xiàn)象(xiàng)，这(zhè)與(yǔ)理(lǐ)論分(fēn)析的(de)結果(guǒ)相一(yī)致(zhì)。

2）、預緊力的(de)設計(jì)與(yǔ)優化

碳化矽陶瓷在(zài)鑽(zuàn)孔过(guò)程中(zhōng)，出(chū)口(kǒu)處(chù)容易發(fà)生(shēng)崩豁現(xiàn)象(xiàng)，其(qí)形狀類(lèi)似圆(yuán)錐體(tǐ)，因(yīn)此(cǐ)選擇圆(yuán)錐體(tǐ)的(de)擴口(kǒu)圆(yuán)直(zhí)徑D與(yǔ)孔徑D0的(de)比值l(l=D/D0，崩豁比)和(hé)錐體(tǐ)高(gāo)H(崩豁深度(dù))作(zuò)为(wèi)不(bù)同(tóng)預緊力条(tiáo)件(jiàn)下(xià)孔加工質(zhì)量(liàng)的(de)評價參数見(jiàn)图(tú)4。相同(tóng)軸向压力及(jí)主(zhǔ)軸轉(zhuǎn)速条(tiáo)件(jiàn)下(xià)，崩豁比及(jí)崩豁深度(dù)小，说(shuō)明(míng)此(cǐ)預應(yìng)力条(tiáo)件(jiàn)下(xià)孔加工質(zhì)量(liàng)好(hǎo)；崩豁比及(jí)崩豁深度(dù)大(dà)，則说(shuō)明(míng)此(cǐ)預應(yìng)力条(tiáo)件(jiàn)下(xià)孔加工質(zhì)量(liàng)差。为(wèi)了減小試验(yàn)誤差，測量(liàng)多(duō)點(diǎn)取(qǔ)平均值。試验(yàn)前(qián)使用氧化鋁(lǚ)砂輪对(duì)燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)的(de)唇面(miàn)進(jìn)行磨削開(kāi)刃，确保鑽(zuàn)头(tóu)處(chù)于(yú)正(zhèng)常工作(zuò)狀态。

(a)崩豁比l

(b)崩豁深度(dù)H(mm)

图(tú)4  孔加工質(zhì)量(liàng)評價參数示意(yì)图(tú)

在(zài)試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)，預緊力的(de)大(dà)小設置为(wèi)12800-16800N。軸向压力設置为(wèi)750N，主(zhǔ)軸轉(zhuǎn)速設置为(wèi)2600r/min。

(a)預緊力对(duì)崩豁比的(de)影響

(b)預緊力对(duì)崩豁深度(dù)的(de)影響

图(tú)5  預緊力对(duì)孔加工質(zhì)量(liàng)的(de)影響

图(tú)5a和(hé)图(tú)5b顯示了不(bù)同(tóng)預緊力对(duì)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)的(de)影響。由图(tú)可(kě)見(jiàn)，當預緊力不(bù)斷增大(dà)时(shí)，碳化矽陶瓷的(de)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)不(bù)斷減小，孔加工質(zhì)量(liàng)越来(lái)越好(hǎo)，这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)在(zài)加工过(guò)程中(zhōng)，燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)对(duì)陶瓷工件(jiàn)底部(bù)未鑽(zuàn)削的(de)一(yī)层(céng)陶瓷材料具有(yǒu)擠压作(zuò)用，使其(qí)發(fà)生(shēng)拉伸破坏現(xiàn)象(xiàng)，當預緊力不(bù)斷增大(dà)，将会(huì)不(bù)斷平衡未鑽(zuàn)削陶瓷材料受到(dào)的(de)拉伸應(yìng)力，孔出(chū)口(kǒu)的(de)崩豁程度(dù)逐漸減小，從而(ér)降低(dī)了陶瓷孔口(kǒu)的(de)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)，獲得了較好(hǎo)的(de)孔加工質(zhì)量(liàng)；但是(shì)當預緊力增大(dà)至(zhì)15200N时(shí)，崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)降低(dī)幅度(dù)較小，这(zhè)是(shì)由于(yú)當鑽(zuàn)头(tóu)对(duì)陶瓷工件(jiàn)底部(bù)最(zuì)后一(yī)层(céng)陶瓷材料不(bù)斷地(dì)鑽(zuàn)削深入，鑽(zuàn)头(tóu)对(duì)陶瓷工件(jiàn)最(zuì)后一(yī)层(céng)陶瓷材料産生(shēng)的(de)拉伸應(yìng)力逐漸增大(dà)，但是(shì)此(cǐ)时(shí)預緊力的(de)增量(liàng)幅度(dù)難以(yǐ)完全(quán)平衡最(zuì)后一(yī)层(céng)陶瓷材料所(suǒ)受的(de)拉伸應(yìng)力，只(zhī)能(néng)繼續逐漸小幅降低(dī)陶瓷工件(jiàn)出(chū)口(kǒu)處(chù)的(de)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)，孔出(chū)口(kǒu)的(de)加工質(zhì)量(liàng)改善幅度(dù)不(bù)是(shì)特(tè)别明(míng)顯。

为(wèi)降低(dī)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)，分(fēn)别施加18400N及(jí)20000N的(de)預緊力，結果(guǒ)顯示當預緊力为(wèi)18400N时(shí)，其(qí)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)的(de)大(dà)小與(yǔ)預緊力为(wèi)16800N时(shí)的(de)大(dà)小基本(běn)沒(méi)有(yǒu)變(biàn)化，即孔加工質(zhì)量(liàng)基本(běn)沒(méi)有(yǒu)變(biàn)化；而(ér)當預緊力为(wèi)20000N时(shí)，碳化矽陶瓷發(fà)生(shēng)破碎現(xiàn)象(xiàng)，这(zhè)主(zhǔ)要(yào)是(shì)由于(yú)試验(yàn)时(shí)預緊力裝(zhuāng)置的(de)預緊采用普通(tòng)螺紋螺栓来(lái)實(shí)現(xiàn)，螺紋螺栓與(yǔ)碳化矽陶瓷材料不(bù)能(néng)保持(chí)完全(quán)垂直(zhí)的(de)方(fāng)向，所(suǒ)以(yǐ)在(zài)施加預緊力时(shí)容易对(duì)碳化矽陶瓷産生(shēng)彎矩，當預緊力增大(dà)时(shí)，彎矩也(yě)会(huì)增大(dà)，當彎矩增大(dà)至(zhì)一(yī)定(dìng)範圍时(shí)就(jiù)会(huì)使碳化矽陶瓷産生(shēng)破碎現(xiàn)象(xiàng)。因(yīn)此(cǐ)，在(zài)試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)，考慮到(dào)試验(yàn)的(de)安(ān)全(quán)性(xìng)以(yǐ)及(jí)施加預緊力的(de)可(kě)操作(zuò)性(xìng)，預緊力为(wèi)15200-16800N时(shí)，使用燒結金(jīn)剛石(dàn)鑽(zuàn)头(tóu)加工碳化矽陶瓷时(shí)産生(shēng)的(de)崩豁比和(hé)崩豁深度(dù)較小，獲得的(de)孔加工質(zhì)量(liàng)較好(hǎo)，且(qiě)最(zuì)優預緊力为(wèi)16000N。

小結

1）、理(lǐ)論分(fēn)析表(biǎo)明(míng)，試验(yàn)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)單颗(kē)金(jīn)剛石(dàn)磨粒(lì)的(de)平均载(zài)荷遠(yuǎn)大(dà)于(yú)碳化矽陶瓷的(de)單颗(kē)磨粒(lì)臨界切(qiè)削载(zài)荷，碳化矽陶瓷材料主(zhǔ)要(yào)以(yǐ)脆性(xìng)斷裂的(de)方(fāng)式去(qù)除，並(bìng)伴随塑性(xìng)變(biàn)形現(xiàn)象(xiàng)。

2）、試验(yàn)观察發(fà)現(xiàn)碳化矽陶瓷磨削表(biǎo)面(miàn)存在(zài)沟(gōu)槽、劃(huà)痕及(jí)大(dà)量(liàng)凹坑，脆性(xìng)斷裂特(tè)征明(míng)顯，同(tóng)时(shí)存在(zài)塑性(xìng)變(biàn)形現(xiàn)象(xiàng)，試验(yàn)結果(guǒ)與(yǔ)理(lǐ)論分(fēn)析一(yī)致(zhì)。

3）、施加預緊力有(yǒu)助于(yú)改善碳化矽陶瓷的(de)孔加工質(zhì)量(liàng)，預緊力为(wèi)15200-16800N时(shí)，孔的(de)崩豁程度(dù)較小，孔加工質(zhì)量(liàng)較好(hǎo)，最(zuì)優預緊力为(wèi)16000N。