基于双磁场磁性复合流体的抛光性能

目的 针对微结构抛光过程中形貌精度损伤的问题，开发一种环状MCF（Magnetic Compound Fluid，MCF）抛光工具，探究在双磁场作用下MCF工具的抛光性能。方法 采用工业相机观察不同条件下MCF抛光工具的成形特征，通过定量分析MCF抛光工具的成形参数，构建最优MCF抛光工具特征参数；通过分析双磁场作用下工件表面的磁场强度，建立磁场矢量模型，探究磁场分布与MCF宏观形貌的内在联系；观察磁簇微观形貌，分析MCF抛光工具的内部特征；试验研究MCF组分、磁铁转速nm、载液板转速nc和加工间隙Δ对工件表面粗糙度Ra的影响规律，探究最优的抛光参数。结果 当磁铁偏心距r=2 mm，MCF供应量V=1.5 mL时，MCF抛光工具的成形特征相对最优，得到了MCF抛光工具的参数，a=28.70 mm，b=26.90 mm，c1=1.58 mm，c2=1.30 mm，d0=48.60 mm，h=7.20 mm，di= 26.50 mm；磁簇分布方向与磁场矢量方向一致，铁粉沿着磁力线方向分布，磨粒分布在铁粉外部，α–纤维穿插于磁簇内部或磁簇与磁簇之间；通过抛光试验获得了较低表面粗糙度的最佳工艺参数，最佳MCF组分配比（均以质量分数计）为羰基铁粉40%、磨粒12%、α–纤维3%、水基磁流体45%，最佳载液板转速nc=300 r/min，最佳磁铁转速nm=400 r/min，最佳加工间隙Δ=1 mm。结论 在抛光20 min后，工件的表面粗糙度由0.578 μm降至0.009 μm，下降率约为98.44%，证明在双磁场作用下环状MCF抛光工具具有稳定且高效的抛光能力。

Polishing Performance of Magnetic Compound Fluid Based on Double Magnetic Field