李 锶, 熊学峰, 温东东

(湖南理工学院 机械工程学院, 湖南 岳阳 414006)

工程陶瓷材料以其高强度、高硬度，耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等优良性能，在航空航天、国防军工和现代医学等重要领域得到广泛应用[1]。氮化硅陶瓷是工程陶瓷家族中综合性能最为优良的一类材料，被认为是最具发展应用前景的工程陶瓷材料之一[2]。目前，氮化硅陶瓷加工方法中最为成熟、实用且应用最为广泛的仍是金刚石磨料砂轮磨削加工方法[3]。但氮化硅陶瓷材料本身的高硬度、高耐磨性，使得其磨削加工的磨削力和磨削温度高，加工质量差，砂轮磨损严重。为了深化和推广氮化硅陶瓷的应用，必须针对氮化硅陶瓷精密磨削开展更深入的研究[4]。

激光辅助加工(laser-assisted machining，LAM)是一种利用激光加热软化切削区材料，再进行刀具切削加工的技术。近年来，LAM已被证明是降低成本、提高效率和改善被加工表面/亚表面损伤的非常有效的方法[5]。与常规加工方法相比，在降低切削力、延长刀具寿命、提高加工质量和加工效率等方面展现出许多优势，为解决难加工材料的加工难题提供了一种有效途径[6-7]。同时，LAM可用于各种硬脆材料如氧化铝，碳化硅和氮化硅等陶瓷的加工[8]。

现在最常用的LAM加工是传统的激光辅助磨削(laser-assisted grinding，LAG)，其工件在激光烧蚀后直接进行磨削加工，材料去除率高[9]。但如果加热层的厚度大于磨削深度，热裂纹则残留在表面下，会极大地影响加工部件的性能；另外，LAG限制磨削液使用，不能从根本上消除由热积聚导致的表面/亚表面损伤。……