一、成型加工（毛坯制備）

1. 干壓成型

• 原理：將氧化鋁粉體裝入模具，通過壓力機(jī)施加軸向壓力，使粉體致密化形成素坯。

• 特點(diǎn)：設(shè)備簡單、效率高，適合加工形狀簡單的中小型制品（如墊片、襯套），但壓力分布不均可能導(dǎo)致素坯密度不均。

• 適用場景：批量生產(chǎn)簡單幾何形狀的零件。

2. 等靜壓成型

• 原理：將粉體裝入彈性模具，置于高壓容器中，通過液體或氣體介質(zhì)施加均勻的各向壓力，使粉體均勻致密。

• 特點(diǎn)：素坯密度高且均勻，可加工大型或復(fù)雜形狀制品（如大型陶瓷管），但設(shè)備成本較高。

• 優(yōu)勢：減少成型缺陷，提高坯體強(qiáng)度。

3. 注漿成型

• 原理：將氧化鋁粉體與水、粘結(jié)劑等混合制成漿料，注入多孔模具（如石膏模），利用模具吸水使?jié){料在表面凝固成型，去除多余漿料后得到素坯。

• 特點(diǎn)：適合加工形狀復(fù)雜、薄壁的制品（如異形管件、陶瓷坩堝），但生產(chǎn)周期較長，精度受模具影響較大。

4. 擠出成型

• 原理：將可塑性粉體（添加粘結(jié)劑、潤滑劑）通過擠出機(jī)的螺桿或活塞加壓，從特定形狀的模具口擠出，形成長條狀或管狀素坯。

• 適用場景：生產(chǎn)棒材、管材、蜂窩狀結(jié)構(gòu)等連續(xù)形狀的制品，如陶瓷過濾管。

二、燒結(jié)加工（致密化）

• 原理：在高溫（通常 1500~1700℃，隨氧化鋁純度提高而升高）下，粉體顆粒通過擴(kuò)散、融合實(shí)現(xiàn)致密化，消除孔隙，形成堅固的陶瓷結(jié)構(gòu)。

• 影響因素：燒結(jié)溫度、保溫時間、升溫速率、氣氛（通常為空氣）等，直接影響制品的致密度、強(qiáng)度和硬度。

• 注意事項：燒結(jié)過程中會伴隨體積收縮（約 10%~20%），需提前設(shè)計模具尺寸以補(bǔ)償收縮。

三、精密機(jī)械加工（燒結(jié)后加工）

1. 金剛石工具加工

• 金剛石砂輪磨削：利用金剛石砂輪（樹脂結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑等）對陶瓷表面進(jìn)行磨削，可獲得較高的尺寸精度（±0.01mm）和表面光潔度（Ra≤0.1μm），是最常用的加工方法，適合平面、外圓、內(nèi)孔等表面加工。

• 金剛石刀具切削：僅適用于相對較軟的陶瓷（如低純度氧化鋁陶瓷），采用金剛石單晶刀具進(jìn)行微量切削，適合簡單平面或曲面加工。

2. 超聲波加工

• 原理：利用超聲波振動（頻率 16~25kHz）帶動工具頭（如金剛石磨頭）高頻沖擊工件表面，同時噴射磨料懸浮液（碳化硅、氧化鋁磨料），通過磨料的沖擊和研磨作用去除材料。

• 特點(diǎn)：適合加工復(fù)雜形狀（如異形孔、溝槽、型腔），加工應(yīng)力小，不會產(chǎn)生裂紋，但效率較低。

• 適用場景：精密模具、傳感器陶瓷零件的異形結(jié)構(gòu)加工。

3. 激光加工

• 原理：利用高能激光束（如 CO?激光、YAG 激光）聚焦于陶瓷表面，通過熱作用（熔化、氣化）去除材料，實(shí)現(xiàn)切割、打孔、劃線等加工。

• 特點(diǎn)：非接觸加工，無機(jī)械應(yīng)力，可加工極小孔徑（φ0.01mm 以上）和復(fù)雜圖案，但加工邊緣可能產(chǎn)生微裂紋，需后續(xù)處理（如退火）。

• 優(yōu)勢：適合高精度、高復(fù)雜度的微結(jié)構(gòu)加工，如陶瓷傳感器的微孔陣列。

4. 電火花加工（EDM）

• 原理：利用脈沖放電產(chǎn)生的高溫熔化并蝕除導(dǎo)電陶瓷材料（部分氧化鋁陶瓷可通過摻雜實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電），通過電極形狀復(fù)制出所需結(jié)構(gòu)。

• 局限性：僅適用于導(dǎo)電陶瓷，對絕緣氧化鋁陶瓷不適用，應(yīng)用范圍較窄。

5. 水射流加工

• 原理：通過高壓泵將水與磨料（如石榴石）混合，以高速（約 800~1000m/s）噴射到陶瓷表面，依靠動能沖蝕去除材料。

• 特點(diǎn)：無熱影響區(qū)，適合切割厚壁或脆性較大的陶瓷制品，但精度略低于激光加工。

四、表面處理加工

• 拋光：使用金剛石研磨膏、氧化鈰等磨料進(jìn)行機(jī)械拋光或化學(xué)機(jī)械拋光（CMP），獲得鏡面效果（Ra≤0.01μm），常用于光學(xué)陶瓷或精密密封件。

• 涂層：通過氣相沉積（PVD/CVD）、等離子噴涂等方法，在表面制備金屬涂層（如鎳、鉻）或陶瓷涂層（如氧化鋯），提高耐磨性或?qū)щ娦浴?/p>

• 蝕刻：利用氫氟酸等化學(xué)試劑對表面進(jìn)行選擇性腐蝕，形成微結(jié)構(gòu)（如紋理、凹槽），用于傳感器或微流體器件。

總結(jié)

• 簡單形狀、批量生產(chǎn)：優(yōu)先選擇干壓成型 + 燒結(jié) + 金剛石磨削；

• 復(fù)雜形狀、高精度：可采用注漿成型 / 等靜壓成型 + 燒結(jié) + 超聲波加工 / 激光加工；

• 微結(jié)構(gòu)或特殊表面：結(jié)合激光加工、蝕刻或涂層技術(shù)。