陶瓷材料、金属材料和有机高分子材料并列为当今三大固体材料。其中陶瓷材具有强度高、硬度大、比重小、耐高温、抗氧化、抗磨耐蚀、热扩散率低、热膨涨系数小等优点，在机械、电子、航空航天等工业领域中得到越来越广泛的应用。陶瓷材料具有一定的脆性。并且硬度高，加工极为困难，严重地阻碍了陶瓷材料应用发展。因此陶瓷材料的机械加工技术的研究日益受到世界各国的重视。目前，陶瓷材料的精密加工通常采用金刚石砂轮磨削和电火花加工，但前者成本高，效率低，电火花加工技术则在各种难加工材料领域中获得广泛的应用。本文概述电火花加工技术在陶瓷加工方面的具体应用。
一、陶瓷的电火花加工
电火花加工所采用的脉冲放电能量密度高，适于加工那些普通机械加工方法难以加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。它脉冲放电持续的时间极短，放电产生的热量传导扩散范围小，材料被加工表面受热影响的范围小。而且加工时工具电与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，可用软的工具加工任何高硬度的料。因此电火花加工降低了劳动强度，加工质量好，便于实现自动化。国内外专家对陶瓷加工进行了大量的研究，并取得了一定的进展。
(一)加工导电性陶瓷
工程陶瓷中的相当一部分具有一定的导电性，因而可用电火花直接加工。瑞士一学者通过对不同的导电陶瓷进行电火花加工，发现适用于金属的电火花加工理论对导陶瓷却不适用，研究表明材料去除率和加工表面粗糙度，不仅取决于物理加工参数，—而且还与材料本身有关。另有研究表明，当陶瓷材料的电阻率小于100Ω· cm时，对其进行有效的电火花加工。对导电陶瓷的电火花加工，可采用普通的加工方法和设备。
1．电火花线切割加工
火花线切割加工是研究得较多也是较为成熟的一种，一般的研究都是试图找出线切割加工的各种电参数与加工质量和加工效率之间的关系，国内也做了大量的工作。最近，江苏理工大学朱曾采用普通的数控式线切割机对工程陶瓷A12O3-TiC线切割加工电参数进行优化试验，找出影响生产率和表面粗糙度的主要因素和较优组合。
研究结果表明：电源脉冲间隔对生产有利；加工生产率在较小的脉宽范围内并不随脉宽的增加而提高，较小的脉宽也能取得较高的生产率，这与金属加工的加工生产率一般随脉宽的增加而提高不同；脉冲电压幅值对加工表面粗糙度的影响较大。可见，较大的脉冲间隔和较大的脉冲电压幅值对陶瓷材料的加工有利。
2．电火花成型加工
一般来说，凡是能电火花线切割的材料往往都能进行电火花成型加工，但相对而言，电火花成型加工要考虑的因素多一些，它涉及到电极的形状和损耗，加工时遇到某些不导电的硬质点还可能造成破坏等等。但电火花成型加工对于穿孔，型腔模等方面的加工是线切割所无法代替的。
Kubota对导电的Si3N4，TiN陶瓷做了刻模加工，其导电相TiN含量为300肠，他通过调节脉宽Ti(2—235μs)和放电电流Ie(5—20A)来影响材料去除速度Vw。结果表明，最大的加工速度为7mm’／min，工具电极的损耗从1%到60%不等，表面粗糙度在Ie＝20A，Ti＝35μ s时为Ra＝2.5μm。
Iwanek对一系列导电陶瓷(包括SiC，热压SiC，REFEL SiC和烧结SiC)的可加工性做了研究。加工电流非常小， Ie＝1A，加工电压为170V时， SiC是最好加工的，当Ti＝500μs时， Vw＝0.6mm3／min。另外， Iwanek还得出了“临界电火花加工限制”的上限是100Ω· cm。
以电火花线切割和成型加工为基础，还可衍生出其它方式的加工方法，如电火花内外围和平面磨削，刀具的刃磨，电火花铣槽，齿轮及螺纹的电火花加工等。
(二)加工非导电性陶瓷
非导电性陶瓷不具有导电性，不能直接作为电极对另一方进行电火花加工。对此，一般采用电解液法和高电压法来创造产生火花放电的条件，对非导电陶瓷进行加工。
1．电解液法
电解液法实际上是电解电火花复合加工，它是目前研究得最多的方法。这种方法通常是利用电化学反应时在工具电极上产生的气泡，形成电解液中火花放电所需的非导电相，通过气泡放电的热作用来蚀除工件，其中电解作用和化学作用也起了重要的影响。
由于电解液法气体相形成速度慢，放电击穿延时长，大量消耗电解能，因而加工效率低、能耗大。对此，有人提出以高速旋转的齿电极的气流吸附及涡流作用，或用可控充气的技术等方法来解决。
日本学者Chisato了sutsumi等采用脉冲电源，直径为0.5mm钢电极分别在NaOH、 Na2CO3和NaCl的电解液中，对非导电的氧化铝陶瓷进行电解电火花复合打小孔的试验研究。他们发现NaOH水溶液是最适合于电火花加工不导电氧化铝陶瓷的电解液，随着NaOH水溶液的浓度增加或加工电压升高其生产率也跟着提高。
Tsuchiya和Hachiro等采用电解液在线切割机床上实现了对玻璃和陶瓷的线切割。加工时，通过喷嘴将电解液浇注到工件上，使电极丝(负极)与辅助电极(正极)间通过电解液而导通，从而对非导电体工件进行电火花蚀除。
2．高电压法
在尖电极与平板电极间放入绝缘的工件，两极加以高频高压脉冲电源，由于两极间存在寄生电容，使得尖电极附近部分绝缘被破坏，发生辉光放电，从而达到加工的目的。一般使用的电压为5000—6000V，最高为12000V，频率为数十千赫到数十兆赫。
尖电极以自重压力约0.5克压在陶瓷上，两极通上交流电源。电压渐渐升高。当达到1200V时开始放电，到5000V时引起强烈放电。再提高电压将会使电极烧红。加工速度减慢。此法加工深坑时由于侧面放电而难以进行。但作为粗加工。其加工速度快，也比较经济。
(三)其它
电火花加工技术与超声加工相结合的研磨复合加工，利用电蚀作用降低对超声加工工具的硬度要求，从而采用非金刚石工具加工陶瓷等超硬脆材料。
二、金刚石砂轮的电火花修整
目前加工陶瓷等硬脆材料仍采用金刚石砂轮磨削，故对金刚石砂轮的修整十分重要。但用普通修整法(如磨削法)效率很低，急需一种成熟、先进的修整技术，目前主要发展了电火花修整法，包括导轮电极电火花成型修整法和双电极接触放电修整法。
(一)导轮电极电火花成型修整法
石墨电极作为阴极与构成阳极的金刚石磨轮滚转，相对速度很小，工作液喷至两电极之间的加工区，实现“小间隙”电火花放电，而且石墨滚轮块在径向不断进给。通过控制放电电流及脉宽大小来控制电蚀，直到满足要求。另外，可用样板刀或数控机床来修整石墨导轮。此技术已发展到实用化的程度，成型精度高、效率高、成本低。我国苏州电加工研究所已将其投入到实际应用中取得良好的效果。
(二)双电极接触放电修整法
两块彼此绝缘的金属片，同时与直流脉冲电源相连接。磨轮以一定的转速磨削电极片，产生细小的金属屑。金属屑接触到砂轮的金属基体，产生放电，并在接触点上蚀除金属基体，从而使磨轮得到修整。如果修整时放电能量足够大，时间较长，则可对磨轮进行成型修整。用此法磨轮轴架不需要绝缘，简便易行，成本低。修整时电参数可实时控制，便于实现修整过程自动化。目前，该技术在国内已处于推广应用阶段。
三、结束语
电火花加工技术在加工陶瓷方面的发展应用，在一定的程度上解决了陶瓷材料难加工的难题，对于其它超硬材料的加工亦有一定的推动作用。
