应用CVD金刚石涂层工具研磨单晶蓝宝石

通过热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备了具有球状晶结构、棱锥形晶结构和棱柱形晶结构等3种不同表面特征的化学气相沉积(CVD)金刚石涂层工具,以提高其研磨效率。通过正交实验法研究了金刚石涂层晶粒形态、载荷、工作台转速、研磨时间等4个工艺参数对蓝宝石材料去除率和表面粗糙度的影响。结果表明:金刚石涂层的晶粒形态对材料去除率和表面粗糙度影响较大;球状晶结构金刚石涂层切向力较小,棱柱形晶结构金刚石涂层切向力较大;选择棱柱形晶CVD金刚石涂层工具研磨蓝宝石,在研磨加工参数为载荷0.15 MPa、转速100 r/min、研磨时间3 min时,其材料去除率为0.397μm/min,表面粗糙度为0.354μm。结果表明:提出的CVD金刚石涂层工具可用于进一步加工、研磨蓝宝石切片,去除其表面划痕,从而改善工件表面质量。     

砂浆对固结磨具研磨垫研磨SiC工件的影响

为高效、稳定加工SiC工件,采用碳化硅砂浆辅助亲水性固结磨具研磨垫精研的方法,实验比较砂浆辅助固结磨具研磨垫研磨与传统固结磨具研磨垫研磨的差异,并研究砂浆中碳化硅的颗粒尺寸和质量分数对SiC工件精研去除率和表面形貌的影响。通过测算研磨垫的溶胀率和磨损率,探索碳化硅砂浆的作用机制。结果表明:在砂浆中添加颗粒尺寸为3~5 μm、质量分数为3%的SiC时,精研过程的平均材料去除率为1.424 6 μm/min,工件表面粗糙度R_a为84.6 nm;而没有砂浆辅助精研时,材料去除率为0.040 0 μm/min,表面粗糙度R_a为61.4 nm。碳化硅砂浆的加入能有效提高亲水性固结磨具研磨垫的自修整能力,其自修整能力随砂浆中碳化硅的尺寸和质量分数增大而增强,材料的去除率提高,工件表面质量略降。      

液体空间润滑剂蠕爬流失机理及对策研究进展

润滑失效已逐渐成为限制空间机械系统寿命的主要因素之一。综述了空间润滑方法,分析了空间液体润滑的利弊以及蠕爬流失产生的机理。讨论了抑制润滑剂蠕爬的方式,展望了表面织构技术在控制液体空间润滑剂蠕爬流失研究中的应用前景。     

5554铝合金异种焊料焊接的显微组织及力学性能

在5554铝合金钨极氩弧焊焊接工艺基础上,利用万能拉伸试验机、光学显微镜和显微硬度测试仪等仪器,比较了5554铝合金异种焊料焊接接头的微观组织结构和力学性能。结果表明,随着焊料含镁量的增加,焊接接头的力学性能都得到了不同程度的降低,而且随着镁含量的增加,焊接热裂纹越明显。三种焊料焊接的接头显微硬度均比母材低,通过试验验证,得出焊后保温是导致这一结果的主要原因。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层的组织结构与抗冲蚀性能

采用等离子喷涂方法分别制备了常规和纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层,用扫描电子显微镜分析了涂层的显微结构,并对涂层进行了抗冲蚀试验。结果表明:常规陶瓷涂层具有典型的片层状结构,但纳米陶瓷涂层片层状结构并不十分明显,且涂层裂纹数量明显减少;纳米陶瓷涂层中的显微结构的变化改善了涂层的韧性和结合性能;在冲蚀过程中,常规陶瓷涂层表面剥落严重,而纳米陶瓷涂层的冲蚀质量损失较小,抗冲蚀性能比常规陶瓷涂层提高了30%左右。     

电流密度对摩擦喷射电沉积制备镍沉积层微观形貌及性能的影响

采用摩擦喷射电沉积系统制备了镍沉积层,用形貌仪、X射线衍射仪和显微硬度计等研究了镍沉积层的表面形貌、组织结构、晶粒平均尺寸和显微硬度随电流密度的变化。结果表明:硬质粒子能有效去除镍沉积层表面的吸附气泡和积瘤,获得表面较为平整光亮的沉积层;随着电流密度的增大,(111)、(200)和(220)晶面的择优取向度趋于一致,镍沉积层的表面粗糙度和晶粒平均尺寸先减小后增大,电流密度为80A.dm-2时表面粗糙度最小,电流密度为100A.dm-2时晶粒的平均尺寸最小,为9.67nm;显微硬度先增大后减小,当电流密度为80A.dm-2时最大。     

TiN颗粒增强AgCuTi合金钎焊CBN磨粒的界面微结构

向Ag-Cu-Ti合金中加入TiN颗粒组成复合钎料.在加热温度920 ℃和保温时间5 min的工艺下进行立方氮化硼(CBN)磨粒与45#钢基体的连接实验.运用三维视频显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析TiN颗粒、Ag-Cu-Ti合金、CBN磨粒和钢基体之间的结合界面的微观组织结构.结果表明:加入的TiN颗粒在结合剂层中分布均匀、致密,且显著细化了结合剂层(复合钎料层)显微组织,提高了结合剂层的显微硬度;加入TiN颗粒后仍可确保结合剂层与钢基体之间的良好结合;复合钎料对CBN磨粒有好的润湿性,TiN颗粒未对CBN磨粒与结合剂层的界面化学反应造成负面影响,实现了对CBN磨粒的牢固连接.     

Micro-electroforming under periodic vacuum-degassing and temperature-gradient conditions

Pinhole defects in deposits are one of the problems which have not yet been solved fundamentally when micro-electroforming of nickel into high-aspect-ratio (HAR) micro-moulds. To reduce the voids of micro-electroformed parts, a new micro-electroforming technique carried out under periodic vacuum-degassing and temperature-difference conditions was introduced in this paper. The effect of vertical temperature gradient between the bath electrolyte (low temperature) and the electrodeposition surfaces (high temperature) on the existing natural convection motion within the HAR micro-trenches was analyzed numerically, and the mechanism of vacuum degassing was also introduced. To investigate the feasibility of the exploited technique, a series of experiments were performed using special equipment developed by the authors, followed by an evaluation of the surface morphology of nickel micro-electroforms. Experimental results showed that, when comparing with the conventional electroforming practices, a significant reduction in pinhole defects of the samples electroformed by the novel process was obtained. The combined electrodeposition conditions with periodic vacuum degassing (20 kPa) and vertical temperature gradient (25 °C/65 °C) between the bath electrolyte and the electrodeposition surfaces help to reduce the formation of gas bubbles as well as to speed up the elimination of the dissolved gas during the micro-electroforming of nickel.     

光学硬脆材料固结磨料研磨中的亚表面损伤预测

研磨过程中亚表面损伤层深度的正确预测是研磨工艺参数制定的重要依据。针对固结磨料的研磨特点,选择两种典型光学硬脆材料(镁铝尖晶石和石英玻璃),采用离散元仿真技术,分别建立了两种材料的二维离散元模型,分析了工艺参数对光学硬脆材料亚表面损伤(裂纹)层深度的影响。而后,采用角度抛光法测量了镁铝尖晶石和石英玻璃的亚表面损伤层深度,进行了实验验证。结果表明:采用固结磨料研磨时,磨粒粒径对光学硬脆材料亚表面损伤的影响相当显著,在相同研磨工艺条件下,随着磨粒粒径的增大,亚表面损伤层深度和微裂纹密集程度明显增加。离散元仿真结果与实验结果的对比表明:采用离散元技术可以对光学硬脆材料的亚表面损伤深度进行快速有效的预测,从而为后续的研磨抛光工艺提供参考与指导。     

电泳-电沉积 Ni-PTFE 复合镀层及其摩擦学行为研究

目的制备具有优良自润滑性能的Ni-PTFE复合镀层,同时探究其摩擦学性能。方法首先在铜基体表面电泳沉积一层PTFE膜,再将覆有PTFE膜的基体放入光亮镀镍溶液中进行电沉积(电泳-电沉积法),用SEM附带的能谱仪检测复合镀层的PTFE复合量,同时在自制的销盘摩擦磨损实验机上进行相关的摩擦学实验,以评价其摩擦学性能。结果用电泳-电沉积法制备出了含量(以体积分数计)达63.4%的Ni-PTFE复合镀层。在干摩擦条件下,PTFE微粒的加入可以降低复合镀层的摩擦系数(最低至0.067)。结论高PTFE复合量的复合镀层具有良好的耐磨性能。