不熟悉使用陶瓷的工程师通常会想要直接复制原本是金属的部件,例如用陶瓷制成的部件。通常这不是最好的解决方案,并且会不必要地增加制造成本,甚至导致组件无法按预期工作。
通过尽可能遵循这些建议,高级陶瓷部件将更容易、更便宜地制造,为您节省时间和金钱,同时仍提供“适合用途”的部件。
1. 公差尺寸尽可能宽松。例如,如果组件的公差为±1-3%,则通常可以以“烧结状态”生产该部件。这样就无需对组件进行金刚石研磨,而这是制造过程中成本最高的阶段之一。
2. 避免引起应力集中的特征,例如锋利的边缘和角落、横截面积的突然变化和小接触点。应通过倒角、半径或底切来消除锋利的边缘和角落。如果可能,请使用锥度逐渐改变横截面积。提供较大的接触面积以分散负载。
3. 尽可能保持组件形状简单。陶瓷组件的制造首先要形成低密度“生”坯,然后将其烧结至全密度。这会导致高达 30% 的收缩,对于复杂的形状,这使得严格的尺寸控制变得困难。在某些情况下,改变设计中非陶瓷部分的形式可能会有利,以简化陶瓷组件。或者,考虑使用模块化设计,即将组件分成几个更小、更简单的部件。
4. 尽可能保持截面或壁厚均匀。组件厚度的大幅变化是造成应力集中的另一个原因。例如,当孔位于中心之外时,就会出现这种情况。此外,薄截面的致密化速度比厚截面快,因此在较厚截面仍在致密化时可能会发生翘曲或晶粒生长。晶粒生长会导致强度降低,应尽可能避免。
5. 避免不必要的金刚石研磨。研磨会导致非常高的应力集中,如上所述,这会导致缺陷。但是,通过优化研磨参数或通过抛光或研磨,可以最大限度地减少这个问题。
希望这些设计技巧能为您在设计中尝试加入先进技术陶瓷(例如氧化铝、氧化锆)时提供一些参考。如果您需要更多信息,请联系我们的工程人员或参阅我们的材料部分,了解有关我们生产的精细陶瓷的更多信息。