钎焊法制备牙科陶瓷加工金刚石工具及其性能研究

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牙科陶瓷材料的成型加工需要使用高性能的金刚石磨削工具。传统的电镀法制造的金刚石工具存在结合力不强、加工效率低、寿命短等缺点。本文提出采用钎焊法制备牙科陶瓷加工用金刚石工具,对比了电镀工具和钎焊工具加工普通氧化锆陶瓷的性能、磨削力和工具的磨损特征;同时还制备了纳米氧化锆陶瓷,对比研究了钎焊金刚石工具加工普通氧化锆和纳米氧化锆陶瓷的性能,得到以下主要结果:   ⑴钎焊法制备的金刚石工具中金刚石分布均匀,拥有比较高的出刃高度。在加工氧化锆陶瓷过程中,钎焊金刚石工具加工时的磨削比高于电镀工具。随着加工时间的延长,磨削比都有所下降。两种工具加工时产生的径向磨削力和切向磨削力都随进给速度的增加而增加,电镀工具加工氧化锆陶瓷时磨削力要大于钎焊工具。钎焊金刚石工具失效以金刚石断裂破碎为主,而电镀工具中金刚石除了断裂破碎外,还存在较多的脱落,而且脱落数要多于钎焊金刚石工具。   ⑵钎焊金刚石工具加工氧化锆陶瓷时,径向磨削力和切向磨削力随着进给速度、主轴转速、径向切深和轴向切深的增加而增加。细粒度的140/170目钎焊金刚石工具产生的磨削力小于60/70目钎焊金刚石工具。随着进给速度的增加,加工后的氧化锆陶瓷表面脆性断裂区域有所增加,切屑尺寸增大,氧化锆陶瓷亚表面最大破损深度也跟着增加。   ⑶与加工普通氧化锆陶瓷相比,钎焊金刚石工具在加工具有较高硬度的纳米氧化锆陶瓷时产生的径向磨削力和切向磨削力大,磨削比小,金刚石工具磨损更严重。进给速度较小时,纳米氧化锆陶瓷表面存在明显的磨痕和显微塑性变形区域;进给速度较大时,存在较多的脆性断裂区域。
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