兼顾工件强度和磨削损伤的陶瓷材料磨削

通过磨削试验研究得出了保证被磨工件的强度和陶瓷工件上由于磨削引起的损伤深度的方法。研究了金刚石砂轮的粒度和砂轮磨削深度，工件速度，磨削速度等加工参数。研究的陶瓷材料包括热压氮化硅，反应烧结的氮化硅，氧化铝及碳化硅陶瓷，研究结果提供了达到最高的工件磨后强度和实用的损伤深度的结果，用来极小化磨削时间。     

微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴的磨削性能评价

针对目前微电机转子轴无心外圆磨过程中砂轮修整频繁的问题,采用微晶陶瓷刚玉砂轮替代传统刚玉砂轮磨削微电机转子轴。通过搭建平面磨削工艺平台,参考无心磨砂轮修整及其磨削加工参数,从磨削温度、工件表面粗糙度、表面微观形貌、磨削比等方面,对比分析微晶陶瓷刚玉砂轮与传统刚玉砂轮的磨削性能。结果表明:相对传统刚玉砂轮,微晶陶瓷刚玉砂轮不仅有效改善磨削温度（降低38.5％）,提高工件表面加工质量（表面粗糙度降低78.6％）,还具有较高的砂轮磨削比（提高2.2倍）。选用微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴进行无心磨生产线验证,结果表明:微电机转子轴无心磨样件的各项检测结果均满足实际生产指标要求,且较传统刚玉砂轮延长了1.6倍的修整周期,在提高加工质量的同时,显著提高了生产效率。      

用于缓进给磨削的新砂轮

实验研究结果表明,缓进给深磨时形成细而长的切屑,其比磨削能是一般磨削的5～10倍;这是由于尺寸效应和磨粒吃入工件时滑擦和耕犁作用大大增强的结果。同时,也由于砂轮—工件的接触长度较长,冷却液较难进入切削区所致。 降低比磨削能的方法之一是增大磨粒切深,这就要求砂轮具有较大的磨粒间距。选用大气孔砂轮可以满足这个要求,它有利于将冷却液带进磨削区和容纳切屑,将切屑从磨削区带     

氮化硅陶瓷磨削热特性与表面成形机制

目的探究氮化硅陶瓷磨削热特性与热特性对表面成形的影响。方法首先,通过反求法得出传入工件、磨屑与砂轮的热量分配比公式;其次,使用K型热电偶和测力仪得到磨削参数与磨削区温度和热量分配比的关系;最后,通过对磨削表面形貌和粗糙度的检测寻找出最优磨削质量时的温度范围。结果砂轮线速度由25 m/s增加到50 m/s时,磨削温度由256℃增加到819℃,传入砂轮、工件与磨屑的热量分配比分别由82.4%减小到64.4%、12.1%增加到24.3%、5.5%增加到11.3%。磨削深度由5μm增加至30μm时,磨削温度由289℃增加到869℃,传入砂轮、工件与磨屑的热量分配比分别由76.1%减小到53.9%、17.3%增加到30.3%、6.6%增加到15.8%。工件进给速度由2000 mm/min增加到7000 mm/min时,磨削温度由772℃减小到513℃,传入砂轮、工件与磨屑的热量分配比分别由71.1%增加到78.3%、21.1%减小到11.7%、5.8%增大至10.1%。随着磨削温度由256℃增加到869℃时,表面粗糙度先由0.2708μm减小到0.2472μm,后增加至0.3182μm。采用定速比磨削可使磨削温度降低25～127℃,减少传入工件的热量分配比。结论适当的高温有利于表面塑性变形的形成,表面质量提高,但温度过高时会形成热裂纹,温度在489～662℃之间,表面质量最好。在提高砂轮线速度的同时,可适当增加进给速度,以达到降低磨削温度,减少传入工件热量与增加磨削效率的目的。     

磨PVC塑料浇注成型大气孔陶瓷砂轮研究

硬质PVC(聚氯乙烯)塑料是一种工程塑料,由于熔融温度低,磨屑难排除,需采用大气孔陶瓷砂轮磨削,本文对磨PVC塑料浇注成型大气孔陶瓷砂轮进行了研究,提出一种"双氧水 稳定剂"制造浇注成型大气孔陶瓷砂轮的新工艺方法,并对影响工艺性能的双氧水、发泡稳定剂、料浆稳定剂进行了实验与探讨,按照该工艺制得的浇注大气孔砂轮在气孔率、气孔形状、组织均匀性、砂轮强度等砂轮性能指标以及磨削使用结果均优于压制成型大气孔陶瓷砂轮.     

微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17试验研究

使用大气孔与普通气孔两种微晶刚玉砂轮开展钛合金磨削试验,研究磨削参数与气孔尺寸对磨削工件表面完整性的影响。试验结果表明:砂轮转速27m/s,磨削深度10μm时,可获得较好的表面质量;同普通砂轮相比,大气孔微晶刚玉砂轮磨削钛合金工件的表面质量更好、微观组织变化和表面残余应力更小。大气孔砂轮具有较好的容屑、排屑、冷却能力,使磨削温度降低、磨削力减小,是获得较好表面完整性的主要原因。     

新型铜基结合剂金刚石砂轮性能的研究

在铜基结合剂金刚石砂轮的基础上,通过真空热压法制备新型铜基结合剂金刚石砂轮。然后,对其性能进行测定,并结合扫描电子显微镜对其微观结构进行分析。结果表明:新型铜基结合剂金刚石砂轮的抗折强度、冲击强度、洛氏硬度(HRB)以及加工后工件的表面粗糙度Ra分别为463.96 MPa、13.55kJ/m2、98.67HRB和0.87μm;与普通铜基金属结合剂金刚石砂轮相比,新型铜基结合剂金刚石砂轮的抗折强度、冲击强度和洛氏硬度(HRB)分别提高了23.94%、30.81%和3.14%,且加工后工件的表面粗糙度值Ra从1.86μm下降到0.87μm,表面质量得到明显改善;新型铜基金属结合剂金刚石砂轮具有质轻、强度高、硬度大和磨削效果好的特点。     

外圆磨削力测试方法及高速磨削特性研究

在砂轮线速度为30～120m/s的磨削条件下,基于陶瓷CBN砂轮,对40Cr进行了高速外圆磨削工艺实验。通过采集磨削力的实验数据,考察了砂轮线速度、工件转速、切深对磨削力的作用机制,以及比磨削能随比磨除率的变化规律,揭示了提高砂轮线速度、工件线速度可以有效地提高材料的去除能力或改善磨削工件的表面质量等高速磨削特性。     

钢轨打磨用钎焊金刚石砂轮研究

为解决传统树脂砂轮打磨钢轨时存在的打磨效率低、易烧伤钢轨和粉尘污染大等问题,分析利用钎焊金刚石技术的优势制备新型钢轨打磨用砂轮的可行性。结合磨粒有序排布工艺,制备具有开槽结构的新型钎焊金刚石砂轮,并对U71Mn钢轨钢进行打磨对比试验。结果表明:相较于树脂锆刚玉砂轮,新型钎焊金刚石砂轮能提高50%左右的打磨效率,并有效降低磨削温度,避免钢轨烧伤。在钢轨打磨过程中,新型钎焊砂轮排屑效果显著,基本不发生磨屑黏附现象;但砂轮开槽导致磨削振动增大,加剧金刚石磨粒破碎,并增大钢轨表面粗糙度。新型砂轮磨屑多为带状,磨屑体积大且无熔融小球。      

钢轨材料高速进给干磨砂轮性能研究

钢轨修磨是修复钢轨损伤的主要方式。相比于普通磨削,钢轨修磨对砂轮的磨削加工性能提出了特殊的要求。依据钢轨铣磨车作业工况,设定磨削参数,对不同砂轮进行试验研究,优选符合作业要求的砂轮。试验结果表明:树脂结合剂混合刚玉磨料砂轮耐磨性较好,砂轮的表面有轻微黏附型堵塞;陶瓷结合剂白刚玉大气孔砂轮的磨削效率和耐磨性综合性能较好,砂轮的表面有轻微黏附型堵塞;陶瓷结合剂微晶刚玉砂轮的自锐性好,干磨削效率高,但耐用度极低。      

A study of grinding silicon nitride and cemented carbide materials with diamond grinding wheels

This paper presents selected results of the grinding of silicon nitride and cemented carbide materials with diamond grinding wheels, which will in later research be extended to the grinding of ceramic-cemented carbide compound drill tools. In these fundamental experiments four different types of diamond grinding wheels were used in face grinding processes. The diamond grinding wheels vary by the grain size, the grain concentration and the bonding material. The relevant influencing variables such as the cutting and feed speed and the coolant supply method were varied to investigate the effect on grinding of the two different workpiece materials, the brittle silicon nitride workpiece material and the ductile cemented carbide workpiece material. Some factors, which have significant effects, like the radial wear of the grinding wheel, the components of the grinding forces, the normal and the tangential grinding force, and the surface quality of the ground workpieces are discussed in detail.     

金刚石微粉砂轮软弹性修整研究（Ⅰ）：——软弹性修整法及其机理

金属结合剂金刚石砂轮，尤其是金属结合剂金刚石微粉砂轮，很难采用磨削法修整。针对磨削修整法的不足发明了软弹性修整法。本文讨论了软弹性修整法的修整机理，介绍了软弹性修整方法的修整装置。     

精密磨削Invar36合金时的磨料选择

本文对白刚玉、铬刚玉和绿色碳化硅三种磨料砂轮磨削Invar36合金时的磨削力、磨削温度、表面粗糙度和磨削比进行了对比分析。结果表明：白刚玉砂轮对Invar36合金的磨削比最高,磨削表面粗糙度较好,但是磨削温度和磨削力也比较高,适用于Invar36合金的粗磨;铬刚玉砂轮磨削时的磨削力最小,磨削温度最低,但是磨削比也比较低,因此适用于易变形零件的精密磨削。     

超精密晶圆减薄砂轮及减薄磨削装备研究进展

在芯片制程的后道阶段,通过超精密晶圆减薄工艺可以有效减小芯片封装体积,导通电阻,改善芯片的热扩散效率,提高其电气性能、力学性能。目前的主流工艺通过超细粒度金刚石砂轮和高稳定性超精密减薄设备对晶圆进行减薄,可实现大尺寸晶圆的高精度、高效率、高稳定性无损伤表面加工。重点综述了目前超精密晶圆减薄砂轮的研究进展,在磨料方面综述了机械磨削用硬磨料和化学机械磨削用软磨料的研究现状,包括泡沫化金刚石、金刚石团聚磨料、表面微刃金刚石的制备方法及磨削性能,同时归纳总结了软磨料砂轮的化学机械磨削机理及材料去除模型。在结合剂研究方面,综述了金属、树脂和陶瓷3种结合剂的优缺点,以及在晶圆减薄砂轮上的应用,重点综述了目前在改善陶瓷结合剂的本征力学强度及与金刚石之间的界面润湿性方面的研究进展。在晶圆减薄超细粒度金刚石砂轮制备方面,由于微纳金刚石的表面能较大,采用传统工艺制备砂轮会导致磨料发生团聚,影响加工质量。在此基础上,总结论述了溶胶–凝胶法、高分子网络凝胶法、电泳沉积法、凝胶注模法、结构化砂轮等新型工艺方法在超细粒度砂轮制备方面的应用研究,同时还综述了目前不同的晶圆减薄工艺及超精密减薄设备的研究进展,并指出未来半导体加工工具及装备的发展方向。     

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。     

烧结陶瓷结合剂碳化硅磨具显微结构研究

通过电子探针微区分析研究了黏土-长石-石英系烧结陶瓷结合剂碳化硅磨具的显微结构特征,重点研究了结合剂的显微结构。结果表明:结合剂呈典型的烧结状态,有大量的相界和微细裂纹,结合剂和磨粒的结合紧密程度不一;结合剂中有尺寸较大的气孔,最大可达50μm。能谱分析和元素面分布分析表明:结合剂物相主要由玻璃相和残留石英组成,在较大颗粒的残留石英内部及其周围发育有裂纹。此外,本文对磨具显微结构与磨具性能之间的关系作了理论探讨。     

结构化超硬磨料砂轮设计与制备研究进展

从减摩降力、导屑促排、储液换热的角度出发，探索结构化砂轮在降低磨削力及磨削温度、抑制工件表面热损伤、提高工件加工表面完整性等方面的有效方法。以砂轮表面/基体结构的几何形状、三维尺寸及排布方式等因素对磨削性能的影响为主线，对结构化砂轮设计、制备的基本原理与最新进展进行了全面的论述和总结，重点揭示了结构表征参数-砂轮磨削性能-工件表面质量的内在关联，深入剖析了结构化砂轮在磨削中的优越性，并预测了其未来发展趋势，旨在为推进超硬磨料结构化砂轮的设计及制备技术发展提供理论指导和实践经验。     

基于钎焊涂覆的树脂结合剂金刚石砂轮及性能研究

利用钎焊方法对单晶RVD和多晶PDGF1 2种金刚石磨料表面进行涂覆,制备涂覆前后4种磨料的树脂结合剂金刚石砂轮。研究钎焊过程对金刚石磨粒表面形貌和力学性能的影响,并测试不同砂轮加工硬质合金时的磨削性能。结果表明:钎焊涂覆方法可以在金刚石磨料表面有效包覆一层钎料合金涂层,涂层与金刚石磨粒间形成TiC界面结合。与涂覆前磨粒相比,涂覆后RVD磨粒的冲击韧性(TI)值减小了6%,PDGF1磨粒的TI值增大了42%。用钎焊涂覆PDGF1磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮拥有更低的磨削力和更高的磨削比, 但用钎焊涂覆RVD磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮的结果则相反。在相同加工参数下,4种砂轮磨削硬质合金的表面形貌相似,其表面粗糙度在0.50～0.68 μm。      

仿鸟羽结构自润滑金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷实验研究

目的 减少金刚石砂轮磨削工程陶瓷材料时的砂轮磨损，改善加工表面质量。方法 以人造金刚石为磨料，青铜结合剂为黏结剂，加入一定质量分数的二硫化钼和二氧化钛纳米颗粒作为填充材料，制备出青铜结合剂自润滑金刚石砂轮。利用脉冲激光在金刚石砂轮表面烧蚀出经设计的仿鸟羽减阻几何结构，得到新型仿鸟羽结构自润滑金刚石砂轮。制备了4种不同工况砂轮，传统青铜金刚石砂轮（TGW）、纳米自润滑金刚石砂轮（NGW）、仿鸟羽结构化金刚石砂轮（FGW）、仿鸟羽结构化纳米自润滑金刚石砂轮（FNGW）以对比其磨削性能差异。开展Si C陶瓷磨削实验，研究FNGW磨削机理。从磨削力、表面质量、砂轮磨损3个方面评价FNGW磨削性能。结果 纳米颗粒的加入不会降低砂轮力学性能，砂轮表面的仿鸟羽结构激光成型烧蚀质量较高，对未烧蚀区域没有影响。与TGW相比，FGW除工件表面粗糙度值Ra与砂轮磨损有略微改善外，其他磨削性能都有明显提升。NGW磨削性能都有所提升，但提升效果不太明显。结合二者优势的FNGW，其各磨削性能都有显著提升。其中磨削力最大降低了65.1%，工件表面粗糙度值Ra最大降低了21.5%，砂轮磨损明显减少，有效提升了砂轮的使...     

瓷罗拉等离子喷涂防静电耐磨损涂层工艺

目的 提高纺织行业瓷罗拉转动轴的防静电和耐磨损性能。 方法 采用等离子喷涂技术,在瓷罗拉表面先喷涂 Ni 包 Al 过渡层,再喷涂 Al₂O₃-TiO₂ 陶瓷层,获得防静电耐磨复合涂层,并优化等离子喷涂工艺。 结果 获得了优化的等离子喷涂工艺,在后续的磨削加工中,宜选用碳化硅砂轮。 结论 制备的防静电耐磨涂层性能较好,在瓷罗拉上得到了成功应用。