电镀金刚石砂轮面磨削氧化铝陶瓷的机理研究

本文利用电子扫描电镜、观察了金刚石磨粒的微切削刃以及氧化铝陶瓷试件的磨削时的表面,已磨削表面,对电镀金刚石砂轮磨氧化铝陶瓷的机理进行了研究,指出了氧化铝陶瓷已磨削表面的缺陷以及脆性袭纹为主,磨削温度对材料去除过程影响很大,有可能存在非裂纹扩展的陶瓷材料去除方式。     

电镀金刚石砂轮端磨氧化铝陶瓷的机理研究

本文利用电子扫描电镜,观察了金刚石磨粒的微切削刃以及氧化铝陶瓷试件的磨削表面、已磨削表面,对电镀金刚石砂轮端磨氧化铝陶瓷的机理进行了研究,指出氧化铝陶瓷已磨削表面的缺陷以脆性裂纹为主,磨削温度对材料去除过程影响很大,有可能存在非裂纹扩展的陶瓷材料去除方式。     

树脂金刚石砂轮加工氧化铝陶瓷的磨削工艺试验研究

为改善氧化铝陶瓷的磨削效果,分别使用粒度尺寸125~150 μm和38~45 μm的金刚石制备树脂结合剂砂轮,并进行磨削实验,研究表面粗糙度、材料去除方式和材料去除比例随磨削参数的变化规律,观察并分析氧化铝陶瓷磨削后的表面微观形貌。结果表明:氧化铝陶瓷的表面粗糙度可以达到R_a 0.418 μm,材料去除比例可达到95%;用粒度尺寸38~45 μm的金刚石制备的树脂结合剂砂轮在切深≤ 2 μm,工件移动速度为0.15 m/min加工时,材料由延性域的塑性去除转变为脆性去除。优化后的加工工艺为先以磨料粒度尺寸125~150 μm的树脂金刚石砂轮在切深为4 μm时进行初步加工,再用磨料粒度尺寸38~45 μm的树脂金刚石砂轮进行光磨,可以兼顾高效与精密两方面的要求。      

钎焊金刚石砂轮修整实验研究

单层钎焊金刚石砂轮的圆度轮廓精度由于受磨料粒径和钎焊结合剂层高度不均匀等因素的影响而使其难以在工程陶瓷等硬脆材料精密磨削中应用.然而单层钎焊金刚石砂轮的修整是直接对金刚石磨粒进行微量的磨损,修整难度大、效率低,因此,探讨快捷且精密的整形方法就成了解决其应用问题的关键技术之一.在本文研究中,分别采用铁基金刚石烧结磨块、钎焊细粒度金刚石板和氧化铝磨块三种整形工具对钎焊金刚石砂轮进行了磨削法整形实验研究,实验结果表明利用氧化铝磨块进行磨削修整效率极低;钎焊金刚石板磨削修整虽然效率高,但是对砂轮表面金刚石磨粒造成大量破碎磨损;铁基金刚石烧结磨块在整形过程中可稳定地以磨平方式磨损砂轮表面金刚石磨粒,经精密整形后的砂轮圆度轮廓精度较高,用其磨削工程陶瓷时工件表面的犁沟和裂纹明显减少.     

不同结合剂金刚石砂轮磨削氧化铝陶瓷工艺实验研究

本文利用树脂、青铜、铸铁三种结合剂金刚石砂轮,以氧化铝陶瓷为加工对象,通过研究各自的磨削比、磨削力、磨削表面粗糙度等指标,进行了三种结合剂砂轮的磨削性能比较,发现铸铁结合剂金刚石砂轮和ＥＬＩＤ（在线电解修整）磨削方法比较适合氧化铝陶瓷等硬脆材料的磨削（尤其是精密磨削）。     

金刚石砂轮双端面磨削氧化铝陶瓷

本研究涉及双端面磨削技术应用于用两片陶瓷结合剂金刚石砂轮同时磨削圆柱形氧化铝陶瓷工件两个端面的技术评价。精细陶瓷(advanced ceramics),例如氧化铝(Al2O3),由于具有高的硬度、抗压强度、耐腐蚀性、导电性、磁导率和脆性而应用广泛。本试验为四因子试验,评价被磨工件的表面粗糙度Ra,采用重量法测定材料去除率,采用激光折射技术测定的平均比例系数来评价被磨工件平面度。本文的研究结果表明,双端面磨削可以在很短的加工时间内获得极高的表面光洁度、高的精度和高的磨除率。     

微粉金刚石钎焊砂轮磨削氧化铝陶瓷的磨削力和表面粗糙度特征

在不同磨削深度、砂轮转速和进给速度组合下,研究微粉金刚石钎焊砂轮磨削氧化铝陶瓷过程的磨削力及工件的表面粗糙度的变化规律,并筛选出低磨削力和低工件表面粗糙度的加工工艺参数。试验结果表明:在微粉金刚石钎焊砂轮的磨削过程中,氧化铝陶瓷主要通过脆性断裂的方式去除;随着磨削深度、进给速度的增加,砂轮在进给方向和切深方向的力以及工件表面粗糙度都上升;随着砂轮转速的增加,进给方向和切深方向的力以及工件表面粗糙度都下降。试验获得的低磨削力和低工件表面粗糙度精密加工工艺参数分别为:磨削深度为1.0 μm,进给速度为12 mm/min,砂轮转速为24 000 r/min和磨削深度为1.0 μm,进给速度为1 mm/min,砂轮转速为20 000 r/min。低磨削力磨削时,微粉金刚石钎焊砂轮受到的X方向和Z方向的磨削力分别为0.15 N和0.72 N;精密加工后的氧化铝陶瓷的表面粗糙度值可达0.438 μm。      

微结构砂轮对不同陶瓷的磨削性能

基于阵列微孔的微结构砂轮和普通砂轮对氧化铝、氮化铝、氧化锆及氮化硅陶瓷材料的不同磨削性能,对比研究不同砂轮和不同陶瓷材料的磨削力、比磨削能、表面粗糙度及表面崩边特征。结果表明:相比普通砂轮,微结构砂轮提高了氧化铝、氮化铝及氧化锆陶瓷的磨削力和比磨削能,降低了表面粗糙度,而对氮化硅陶瓷的磨削力及表面粗糙度影响不明显;相比其他陶瓷,氮化硅陶瓷具有较高的磨削力和比磨削能。从磨削加工表面特征上看,氧化铝、氮化铝陶瓷以脆性去除方式为主,氧化锆以塑性去除为主,而氮化硅则兼具塑性和脆性去除特征;微结构砂轮加工表面崩边尺寸大于普通砂轮的崩边尺寸,氧化铝和氮化铝陶瓷的表面崩边尺寸明显大于氧化锆和氮化硅陶瓷的。      

金刚石砂轮双端面磨削氧化铝陶瓷

本研究涉及对双端面磨削技术应用于两片陶瓷结合剂金刚石砂轮同时磨削圆柱形氧化铝陶瓷工件两个端面的技术评价。精细陶瓷(advancedceramics)，例如氧化铝(Al2O3)陶瓷，由于具有高的硬度、抗压强度、耐腐蚀性、导电性、磁导率和脆性而应用广泛。本试验为四因子试验，评价被磨工件的表面粗糙度Ra值，采用重量法测定材料去除率，采用激光折射技术测定的平均比例系数来评价被磨工件平面度。本文的研究结果表明，双端面磨削可以在很短的加工时间内获得极高的表面光洁度、高的精度和高的磨除率。     

陶瓷结合剂金刚石砂轮修整的研究(Ⅲ)——杯形砂轮修整器的修整机理

在前两篇文章中,笔者提出了一种以杯形砂轮为工具的金刚石砂轮修整方法。本文探讨了以该方法修整陶瓷结合剂金刚石砂轮的机理。主要结论如下:(1)杯形砂轮的修整作用主要取决于从GC砂轮上脱落下来的磨粒对金刚石磨粒和结合剂桥的冲击。(2)杯形砂轮越软,其上脱落下来的磨粒越大,修整效率越高,但金刚石砂轮表面越粗糙。(3)用烧结体多点金刚石笔修整时,从最外表面开始,金刚石砂轮表层磨粒依次被金刚石笔削去。(4)作为添加材料加入到陶瓷结合剂金刚石砂轮中的碳化硅磨粒,其顶端在磨削初期即被磨平。(5)磨削难磨材料时,最好使用无添加材料的陶瓷结合剂金刚石砂轮。     

Li-Ti铁氧体陶瓷精密磨削的试验研究

铁氧体陶瓷的应用因其表面加工质量难以保证而受到很大限制。本文采用80/100#树脂结合剂金刚石砂轮和W 20石墨白刚玉砂轮对Li-Ti铁氧体陶瓷进行了磨削试验。研究了单位宽度磨削力、表面粗糙度和单位宽度材料去除率随磨削参数的变化规律,观察并分析了铁氧体工件磨削后的表面微观形貌。结果表明:Li-Ti铁氧体的表面粗糙度值可达到Ra0.084μm,实际单位宽度材料去除率达到90%,材料以塑性方式去除;采用上述砂轮可实现铁氧体陶瓷的高效精密磨削。     

陶瓷材料的高精度加工试验研究

本文提出了用普通磨料开槽砂轮间断磨与砂页轮磨削陶瓷材料两种加工方案，试验研究了工艺参数对表面粗糙度的影响。结果表明，这两种方法磨削工程陶瓷是完全可行的，在一定的条件下可代替昂贵的金刚石砂轮粗磨与普通砂轮精磨工艺。     

工程陶瓷磨削的微观研究

为了深入认识工程陶瓷的磨削过程，提高磨削质量，利用扫描电镜对工程陶瓷磨削表面及砂轮表面进行了微观研究。结果表明，经金刚石砂轮磨削过的工程陶瓷表面存在着致密的微裂纹及凹坑；树脂结合剂金刚石砂轮修锐后，磨粒与结合剂间有微细缝隙，因而磨削中磨粒脱落，使砂表面形成孔穴。     

钎焊金刚石砂轮高速磨削氧化铝陶瓷的磨损特征

利用真空炉中钎焊工艺制作了钎焊金刚石砂轮,并对氧化铝陶瓷进行高速磨削的磨损研究.实验中,监测了磨削过程中每道磨削的磨削力特征,观察和统计了不同磨削阶段的砂轮表面磨粒磨损状态及变化情况,同时测量了磨粒的出刃高度.结果表明:在高的砂轮线速度和高的材料磨除率下,容易造成大量的磨粒断裂和完全破碎.仅有1.23％的金刚石磨粒是经历“完整-磨平—微破碎—半破碎—断裂(全破)”的失效过程,即磨粒理想的失效路径.通过对钎焊工艺、磨粒承受的载荷以及砂轮表面磨粒浓度和排布方式等因素的分析,阐明了文中钎焊金刚石砂轮中磨粒失效的原因.     

工程陶瓷镜面磨削新方法及其机理的研究

基于各种磨削参数对氧化铝砂轮磨削氮化硅工程陶瓷材料表面粗糙度影响的试验研究，提出了氧化铝砂轮加工工程陶瓷时的作用过程可分为氧化铝砂粒与工件表面的凸峰碰撞破碎去除，碰撞与摩擦共同作用及摩擦抛光三个阶段，并建立了各阶段的去除模型。而后通过对不同磨削参数的工件加工表面进行微观观察，证明了上述加工机理的存在，并能获得良好的表面质量，达到了镜面加工要求，实现了在普通磨床上对陶瓷材料的高质量加工。     

粗磨粒金刚石砂轮精密磨削工程陶瓷的试验研究

为了实现粗磨粒金刚石砂轮延性域磨削加工SiC陶瓷材料,采用碟轮对粒径为297~420μm的粗磨粒金刚石砂轮进行了精密修整。然后,使用经过修整好的粗磨粒金刚石砂轮对SiC陶瓷进行磨削加工。在此基础上,对不同的砂轮线速度、工件进给速度、磨削切深对SiC陶瓷表面粗糙度和表面形貌的影响进行了研究。试验结果表明:经过精密修整的粗磨粒金刚石砂轮是能够实现SiC陶瓷材料的延性域磨削的,表面粗糙度值Ra达到0.151μm;随着砂轮线速度增大、工件进给速度和磨削切深减小,SiC陶瓷表面的脆性断裂减小,塑性去除增加。     

工程陶瓷磨削的微观研究

为了深入认识工程陶瓷的磨削过程,提高磨削质量,利用扫描电镜对工程陶瓷磨削表面及砂轮表面进行了微观研究。结果表明,经金刚石砂轮磨削过的工程陶瓷表面存在着致密的微裂纹及凹坑;树脂结合剂金刚石砂轮修锐后,磨粒与结合剂间有微细缝隙,因而磨削中磨粒易脱落,使砂轮表面形成孔穴。     

特种陶瓷端面磨削的实验研究

本文采用不同粒度、不同浓度的树脂结合剂金刚石砂轮,对两种典型的特种陶瓷材料ZrO2与Si3N4进行了端面磨削实验研究;通过在线监测磨削力和功率消耗,并结合加表面的SEM微观分析,探讨了ZrO2与Si3N4陶瓷表面的形成特征及材料的去除机理。     

钎焊金刚石砂轮磨削工程陶瓷表面完整性试验研究

本文采用单层钎焊金刚石镶块式砂轮磨削氧化锆陶瓷,并对其表面完整性进行实验研究。包括：采用单因素实验法测定其表面粗糙度,并通过SEM对其表面／亚表面损伤进行观察,得出以下结论：（1）氧化锆陶瓷材料的去除方式以显微塑性去除为主,同时存在脆性去除。去除过程中产生大量由脆性断裂形成的凹坑及表面／亚表面微裂纹;（2）氧化锆陶瓷的表面粗糙度随砂轮速度增加呈下降趋势,随工件速度及磨削深度的加大呈上升趋势。本文试验加工所得氧化锆陶瓷材料的表面粗糙度范围为：0．12-0．5um。     

基于空心氧化铝微球造孔的陶瓷结合剂金刚石砂轮

研究空心氧化铝微球质量分数和粒径（0.2, 0.4, 0.6 mm）对砂轮的总气孔率、抗弯强度、硬度和微观结构的影响，制备以空心氧化铝微球为造孔剂的陶瓷结合剂金刚石砂轮，并研究砂轮对石英玻璃的磨削性能。结果表明:随着空心氧化铝微球质量分数增加，砂轮总气孔率升高，抗弯强度和硬度降低；空心氧化铝微球质量分数相同时，其粒径越小，砂轮的总气孔率越高，抗弯强度和硬度越低；制备的空心氧化铝微球陶瓷结合剂金刚石砂轮可用于磨削石英玻璃，加工后石英玻璃的表面粗糙度从0.5113 μm降至0.0206 μm。