医用钛合金超声-电化学抛光工艺

研究了一种对常用的医用钛合金(Ti-6Al-4V)试件进行表面光整加工的新工艺.在试验的基础上,将功率超声波与电化学作用相结合,利用功率超声波的能量特性并结合电化学抛光的特点,实现对常用钛合金试件的超声-电化学抛光处理.分析了功率超声波对电化学抛光过程的促进作用及电流密度对抛光效果的影响,获得了较为合理的工艺参数.结果表明,采用合理的超声-电化学抛光工艺参数,经2 min左右时间,试件表面粗糙度由 3.2 μm降至0.2 μm,这不仅可以改善试件的表面粗糙度,而且还可以增加表面氧化膜中钛的氧化物含量,进一步提高钛合金植入物的生物相容性和耐腐蚀性.     

叶片精密抛光伺服系统的干扰观测补偿控制

叶片型面尺寸精度及表面质量的提高对数控抛光伺服系统性能提出了更高的要求.针对非线性摩擦和被控对象参数摄动对数控抛光伺服系统定位精度和跟踪精度的影响,提出了一种基于干扰观测器的粒子群优化模糊PID(PFPID)控制方法.该方法通过构造干扰观测器来预测伺服系统中的非线性摩擦和参数摄动等各种干扰,并在控制中引入等效的补偿来抑制干扰,同时利用粒子群优化算法对模糊控制器的量化因子和比例因子进行在线调整,进而利用模糊控制器对PID控制参数进行自适应整定.仿真分析和实验结果表明,基于干扰观测器的PFPID控制器具有控制精度高、鲁棒性强、抑制干扰能力强等优点,其能够提高叶片型面尺寸精度和表面一致性,降低表面粗糙度,减小残余应力并提高抛光效率.     

钛及钛合金的金相制样实用技术与经验

介绍了实验室及现场钛及钛合金的金相制样方法－试样的磨制、抛光及侵蚀等技术和经验。     

用于蓝宝石材料加工的新型超精密抛光技术及复合抛光技术研究进展

超精密抛光是一种降低表面粗糙度,获得高表面质量和表面完整性的加工技术。蓝宝石作为典型的难加工硬脆材料,传统抛光方法存在表面会产生崩碎、划痕等损伤,表面质量难以得到保证以及加工效率低等问题。本文综述了应用于蓝宝石材料的磁流变抛光、水合抛光、化学机械抛光和激光抛光等技术的原理与特点及其研究现状,并分析了各抛光技术的优缺点;从表面质量、磨料与磨液、效率与成本等方面对各抛光技术进行比较;介绍了复合抛光技术在蓝宝石材料中的应用;最后重点展望了蓝宝石材料超精密抛光技术的下一步研究。     

抛光用磁流变液的研究

磁流变抛光是一种新兴的先进光学加工技术,已引起人们广泛关注.本文综述了磁流变抛光技术的应用状况及抛光机理,介绍了抛光用磁流变液的制备原理、制备方法及流变特性.并对影响抛光用磁流变液稳定性的因素及改进方法进行了详细分析,最后展望了今后的研究方向.     

电解质等离子抛光液中硫酸铵含量的检测方法

电解质等离子抛光过程中受抛光产生的金属微粒的干扰,无法使用电导法对抛光液中硫酸铵的含量进行检测,为了解决这一问题,基于实验提出了两种确定硫酸铵含量(质量分数)的方法.一种方法是利用抛光液中硫酸铵的含量低于2.5%以后抛光的电流密度会明显下降的现象,定时检测抛光过程中电流值和抛光液温度,以确定是否需要补充硫酸铵.另一种方法是通过实验得到一定抛光液温度下抛光量与硫酸铵消耗量的关系,再在抛光过程中记录抛光量计算抛光液中硫酸铵含量的方法.研究发现,前一种方法应用更为简便,适用于一般工业生产;后一种方法适用于对抛光效果要求更高的加工.经实验验证两种方法均具有可行性.     

金属材料冰盘抛光纳米加工试验研究

纳米加工是现代制造技术的前沿,在尖端产品和现代化武器制造中占有非常重要的地位.许多高精度扫描转镜、激光核聚变装置中的反射镜、人造卫星仪表轴承均由金属材料制成.本文采用冰盘抛光新技术,首次对不同金属材料试件(45钢、YG6等)进行了纳米抛光加工试验研究,给出了实际测量结果.通过分析与实验验证,得到了不同金属材料对纳米抛光精度带来不同影响的规律冰盘抛光加工参数不同时对金属材料纳米加工精度的影响规律.对冰盘抛光纳米加工进行了较为深入的分析与探讨.     

确定性光学加工中抑制边缘效应的一种方法(英文)

在确定性光学抛光过程中,当加工到工件边缘时由于工艺条件发生变化会产生边缘效应,导致加工效率降低和面形误差增大.针对这种情况,提出了一种可修正边缘现象的球形工具抛光技术,其去除函数稳定性较好,形状趋于高斯分布且束径也较小,对修正边缘现象以及局部面形误差具有较好的效果.同时规划了其抛光路径,采用一种伪ρ-θ光栅扫描运动方式的加工路径,简化了球形抛光工具的结构,并且由于使加工纹路有了变化,可使加工后的表面纹理呈现无序性和均匀性特征,相应可提高加工后工件的表面质量.最后通过对一块微晶球面镜的加工(面形误差峰谷值PV由加工前1.607λ(λ=632.8 nm)收敛到加工后0.365λ,均方根值RMS由0.195λ收敛到0.024λ),验证了球形抛光工具具有修正边缘翘边现象的能力.     

TC11钛合金叶片“白斑”的金相分析

我厂生产的TC11钛合金三级压气机叶片,经模锻—双重退火—电解加工—手工抛光—腐蚀工序加工而成。在腐蚀工序中,发现许多叶片在叶身型面上多处出现“白斑”(见图1)。     

微射流抛光机理仿真及实验研究

为实现193 nm投影物镜光学元件的超光滑加工,介绍了一种非接触式微射流超光滑表面加工方法,对该方法的材料去除特性和超光滑加工效果进行研究.首先,采用计算流体动力学理论对其材料去除机理进行了仿真研究,通过对微射流流场的压力、速度和表面剪切力的分析得到其去除函数形状与表面剪切力的分布相反,呈现W型.随后,采用正交法对各工艺参数对抛光效果的影响进行了综合分析,结果表明材料去除效率随入射速度和磨料浓度的增大而增大,随工作距离增大而减小,并且工作距离具有显著影响,为实验研究中工艺参数的选取提供了指导意义.最后,在自研的微射流抛光机床上对一平面熔石英进行了抛光实验,加工样件表面粗糙度均方根值由初始的1.02 nm降为0.56 nm.实验结果表明,微射流抛光技术可以用于光学元件的超光滑加工.     

Ni-Ti形状记忆合金电化学抛光工艺研究

为提高Ni-Ti形状记忆合金的表面质量,以Ti50.8Ni(原子分数,%)为基材进行纳米级电化学抛光加工试验。基于自行研制的电化学抛光加工系统及抛光液,通过正交试验和单因素试验,分析了电流密度、抛光时间、抛光温度、电极间距等因素对电化学抛光的影响程度及影响机理。采用Micro XAM-100白光干涉仪对抛光试样进行检测。结果表明:最佳抛光工艺为电流密度J=1.0 A/cm2、电极间距d=15 mm、抛光时间t=140 s、抛光温度θ=15℃。在最佳工艺参数下抛光质量良好,试件表面粗糙度值显著降低至27.8 nm,表面平整均匀、光亮如镜。     

人工牙功率超声抛光仪的研制

本文介绍了功率超声抛光的主要物理机理和以Ｄ类功率放大器实现超声抛光的电路工作原理，给出了功率超声抛光仅的电路图和实验结果，为功率超声加工的广泛应用增加了新内容。     

现场金相检测中电解抛光技术的应用探索

为了改善工件表面的抛光效果,解决传统机械抛光对抛光工件几何形状的限制,提高实际工程中对工件的抛光效率,本文介绍了一种全新的抛光工艺——电解抛光。电解抛光工艺与工件的材质、电流大小以及电解液的温度等参数密切相关,合理的控制这些工艺参数才能达到理想的抛光效果。本文主要探究电流密度、抛光温度以及阴阳极间的距离等因素对抛光效果的影响。     

大尺寸自由曲面铝反射镜超精密抛光工艺

针对大尺寸自由曲面铝反射镜在单点金刚石车削(SPDT)后出现的划伤、波纹等缺陷,研究了抛光介质和加工参数对自由曲面铝合金超精密抛光结果的影响.利用Wyko NT9300白光干涉仪和VHX500超景深显微镜对AA6061铝合金抛光表面进行了检测,将抛光前后的表面形貌以及不同条件下的抛光结果进行了比较.实验中采用质量分数不同的金刚石油性悬浮液作为抛光液,采用羊毛轮作为抛光轮,在一台精密加工中心上先后进行了平面抛光和自由曲面抛光实验.实验结果表明,工件的表面粗糙度Ra由抛光前的144.59 nm降低到了抛光后的6.03nm,其中油性润滑剂在抛光过程中起微量去除和降低划擦几率的关键作用,使用优化的工艺参数在AA6061自由曲面上获得了理想镜面.     

不同类型钛及钛合金金相试样制备方法

研究了不同类型钛及钛合金金相试样的制备方法,确定了不同类型钛及钛合金金相试样的切割、磨制、抛光以及浸蚀等的工艺参数。结果表明:钛及钛合金金相试样的切割可采用超薄的金刚石切割片或粒度为180目的砂轮切割片,切割转速为150～250 r·min~(-1),进给速率为0.5 mm·min~(-1);针对不同类型钛合金,采用"一磨两抛"、"两磨一抛"三步法工艺或"两磨两抛"四步法工艺后,采用经反复试验确定的不同体积比的氢氟酸、硝酸和蒸馏水组成的浸蚀剂擦蚀,即可得到符合检验要求的高质量金相试样,大幅度提高了钛及钛合金金相试样的制备效率。     

用于蓝宝石材料加工的新型超精密抛光技术及复合抛光技术研究进展

超精密抛光是一种降低表面粗糙度,获得高表面质量和表面完整性的加工技术.蓝宝石作为典型的难加工硬脆材料,传统抛光方法存在表面会产生崩碎、划痕等损伤,表面质量难以得到保证以及加工效率低等问题.本文综述了应用于蓝宝石材料的磁流变抛光、水合抛光、化学机械抛光和激光抛光等技术的原理与特点及其研究现状,并分析了各抛光技术的优缺点;从表面质量、磨料与磨液、效率与成本等方面对各抛光技术进行比较;介绍了复合抛光技术在蓝宝石材料中的应用;最后重点展望了蓝宝石材料超精密抛光技术的下一步研究.     

单晶低压涡轮叶片叶尖封严齿圆弧缓进磨削加工方法

本文利用MKL7150单面缓进磨设备具备三轴联动的功能,编写了圆弧加工程序,试验了加工参数,完成了某单晶低压涡轮叶片叶尖封严齿圆弧的缓进磨加工。实现了在平面数控磨床进行圆弧加工的技术。本文总结了低压涡轮叶片叶尖封严齿圆弧的缓进磨加工可行性分析、工装的改制以及加工参数的选择。通过改进,完成了缓进磨设备进行圆弧加工功能的开发工作,解决了该叶片加工的瓶颈问题。本文针对如何防止单晶材料在磨削中因磨削热及切削产生材料塑形变形而产生再结晶进行了加工参数试验,强冷却试验,及再结晶试验。通过试验验证获得了没有再结晶的合理可行的加工工艺参数。为今后其他类型叶片的加工奠定了基础。     

熔融铈快速抛光CVD金刚石厚膜及表面分析

利用熔融稀土铈(Ce)对CVD金刚石厚膜进行了抛光研究.详细讨论了工艺参数对抛光速率和表面粗糙度Ra的影响,获得了最佳抛光工艺.通过对抛光后金刚石膜表面的拉曼光谱(Raman)、俄歇能谱(AES)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)的分析,探讨了抛光机理.结果表明:该方法有很高的抛光速率,可达每小时数百微米.抛光后金刚石膜的Ra从10.845μm降低至0.6553μm.抛光的热处理工艺不但没有破坏金刚石表面的原始结构,而且由于铈对石墨的优先刻蚀,抛光后金刚石膜表面的石墨含量还大大减少.     

射流抛光试验平台柔性加减速控制算法应用研究

目的提高射流抛光实验平台在小尺寸对象加工中的柔性及平稳性。方法将七段式S型加减速控制算法应用于射流抛光实验平台控制系统,为验证其性能,将Matlab算法仿真结果,与基于RT-LINUX的开放式数控系统中的算法实验结果,以及T型与S型等2种加减速控制算法实验结果进行对比。结果与T型加减速控制算法相比,采用S型加减速时加工时间较长,但其速度变换平稳、误差小。结论 S型加减速控制方式在射流抛光实验平台的应用中可显著平滑速度,提高其稳定性及柔性加工性能。     

金刚石涂层激光抛光机理及加工工艺研究进展

CVD金刚石涂层表面粗糙度高、颗粒大,不能满足精密和超精密加工的要求,在一定程度上制约了其发展和应用,降低CVD金刚石涂层表面粗糙度是迫切需要解决的难题.阐述了激光抛光CVD金刚石涂层机理,对比了微观抛光和宏观抛光的差异,总结了国内外激光抛光金刚石涂层研究进展,探讨了 目前激光抛光金刚石涂层的挑战和亟待解决的难点.