电子束扫描抛光技术工艺参数的正交试验及优化

以Cr12Mo V模具钢为电子束扫描抛光工艺研究对象,针对电子束加工参数中的束流、工作台移动速度、聚焦束流和扫描频率进行正交试验,通过对抛光表面粗糙度的测量以及表面形貌分析,以获得电子束扫描抛光工艺参数的主次关系和最优参数组合。对具体参数的对比分析,得出各参数对表面粗糙度的影响。     

磁流变抛光技术的工艺试验

本文研究了利用自行配制的水基磁流变抛光液和抛光样机,进行了以抛光去除效率和表面粗糙度为考核指标的工艺实验,试验中所用工件为直径12mm的BK7玻璃零件,其初始表面粗糙度的均方根值为RMS1．41nm,经抛光后得到理想的表面粗糙度的均方根值为RMS0．61nm的玻璃工件,结果表明：随着磁流变抛光磁场强度的增加,抛光去除效率逐渐提高,但表面粗糙度的值随之降低;抛光盘转速的提高能促进抛光效率的提高,降低表面粗糙度值;抛光盘与工件间的间隙的减小有利于提高抛光效率但同时使表面粗糙度变差。     

纯金材料电化学抛光工艺研究

提出一种在氰化物基电解液中纯金材料的电化学抛光方法。讨论了电解液组成和阳极电流密度对纯金材料表面光亮度的影响。实验结果表明：采用氰化物基电解液,阳极电流密度控制在３５Ａ／ｄｍ＾２,温度３０℃～４０℃,抛光时间２ｍｉｎ～５ｍｉｎ,可使表面光亮度提高到原来的两倍多。     

磁场辅助电化学抛光试验研究

从带电离子在电磁场中的受力行为和运动状态入手，试验研究了磁场对阳极溶解速度、产物扩散速度、材料去除速度、极间电流的影响，最后还分析了磁场对电解液的搅拌作用。研究表明由于洛仑兹力和电场力的共同作用，改变了离子的运动轨迹，提高了峰点或侧面的溶解速度和产物的扩散速度，从而有效地改善了表面粗糙度；峰点的去除速度远大于无磁场时的去除速度，谷点的去除速度远小于无磁场时的去除速度，因此从微观上说磁场辅助电化学抛光对基体的损害较小，精度保持性好；磁场的搅拌加快了液相传质，改变了电化学反应，使极间电流强度增大，抛光效率提高。     

蛇纹石抛光工艺的研究

以试验为基础研究了蛇纹石的抛光工艺,并对各种抛光条件对表面光泽度的影响进行了探讨。结果表明,选用合适的抛光剂、抛光时间、预加工光泽度、冷却方式及抛光工具材料,光泽度可达90以上。此抛光工艺简单、经济、高效。     

钛合金抛光表面粗糙度与表面形貌研究

为了优化钛合金抛光工艺参数,采用中心复合响应曲面法,建立了抛光表面粗糙度的预测模型;采用方差分析方法,检验了预测模型以及各抛光参数的显著性,分析了各抛光参数对表面粗糙度及表面形貌的影响规律。结果表明:该预测模型可对抛光表面粗糙度进行有效的预测;页轮粒度、页轮线速度和进给速度对表面粗糙度影响极显著;表面粗糙度随页轮粒度、页轮线速度和进给速度的增大而减小;表面形貌整体均匀,存在一定的隆起和沟壑。     

基于田口法的石英玻璃剪切增稠抛光工艺参数优化

目的 研究石英玻璃剪切增稠抛光(STP)过程中,不同抛光参数对材料去除率及表面粗糙度的影响,提高石英玻璃表面质量,并优化工艺参数.方法 基于田口法设计实验,以材料去除率、表面粗糙度为评价指标,分析抛光速度、磨粒浓度和抛光液pH值三个关键参数对石英玻璃STP抛光效果的影响.通过信噪比评估实验结果,采用方差分析(ANOVA)法计算各因素的权重,并得出最优工艺参数组合.结果 抛光液pH值对Sa的影响最大(41.85％),其次是磨粒浓度(39.06％)和抛光速度(19.09％).磨粒浓度对材料去除率(MRR)的影响最显著(63.78％),其次是抛光速度(28.81％)和抛光液pH值(7.41％).在优选的抛光参数组合(抛光速度100 r/min,磨粒质量分数12％,抛光液pH=8)下,石英玻璃在抛光8 min后,表面粗糙度Sa从(110±10)nm降低到(1.2±0.3)nm,MRR达到165.2 nm/min.结论 在优化工艺参数下进行剪切增稠抛光,可有效去除石英玻璃表面划痕,提高石英玻璃表面质量.剪切增稠抛光可应用于石英玻璃平面及曲面抛光.     

金刚石研磨液抛光高硬度不锈钢工艺研究

研究了11Cr17不锈钢的抛光工艺。通过考察抛光液理化指标参数以及抛光工艺条件对不锈钢去除速率、反射率、表面粗糙度值Ra的影响,确定了合适的抛光工艺:抛光时间60min、系统压力150N、磨盘转速50r/min。经此条件抛光后的不锈钢表面平整光亮,去除速率0.047 7mm/min,反射率为47%,表面粗糙度值Ra为21nm。     

40CrNiMoA钢扫描电子束表面抛光改性的研究

为改善40CrNiMoA合金钢的表面性能,对其表面进行扫描电子束抛光改性处理.研究了电子束工艺参数对40CrNiMoA钢表面性能的影响.结果 表明:扫描电子束处理后,总体形貌由熔融区、热影响区和基体组成,且显微硬度随着距表面距离的增加,呈先增加后降低的趋势.熔融区的微观组织主要由晶粒粗大的马氏体组成;热影响区的微观组织...     

抛光垫表面微细结构对抛光性能的影响试验

抛光垫是影响抛光加工效率和表面质量的关键因素之一,但影响规律和作用机理尚不清晰。为研究抛光垫表面微细结构对抛光性能的影响规律,制作有、无固结磨料的表面六边形微细结构抛光垫,分别对YG15硬质合金、单晶Si和单晶4H-SiC三种硬度差异较大的工件进行抛光试验。结果表明：各抛光垫对不同硬度工件抛光效果的影响规律一致,随着抛光工件的硬度增大,各抛光垫的材料去除率（MRR）减小,表面粗糙度Ra增大。抛光垫内的固结磨料能将MRR提高5～10倍,但也会导致Ra增大5～20倍。抛光垫表面微细结构会使得抛光过程中有效接触面积Ap和有效磨粒数Ns减小而导致MRR下降,而抛光垫硬度的增加能够部分弥补抛光垫表面微细结构造成的影响,抛光工件硬度越大,弥补效果越好。增加游离磨料能够有效降低抛光后Ra并提高硬度较大工件的MRR（上升约8%）,但对硬度较小工件的MRR有抑制作用（下降约27%）。根据抛光试验结果,建立工件-磨料-抛光垫接触模型,深入分析抛光垫表面微细结构、表面硬度对不同硬度工件抛光MRR和表面质量的作用机理,为不同工件抛光时抛光垫的选择提供了理论基础。     

Ultra-precision machining by the cylindrical polishing process

A process planning method for removing an arbitrary and axially symmetric error profile by the cylindrical polishing process (abbreviated as the CPP process) is proposed in this study. This method is to plan the dwelling-time of the polishing tool so that the error profile can be accurately removed. The tool dwelling-time distribution is solved by a non-negative least square method. By using this method, the residual error between actual and desired removal depths may be induced. It is shown that the residual error is related to the width of the machining zone, the wavelength of the error profile, and the tool’s resolution. The computer simulations indicate that the residual error is always negligible when the wavelength of the error profile is larger than the width of the machining zone. If the wavelength of the error profile is large, a small size of the tool’s resolution is found effectively to reduce the residual error. The experimental study confirms that an arbitrary error profile can be accurately removed on the basis of the proposed method.     

模具自由曲面抛光过程的分析与研究

针对模具自由曲面抛光中受几何、物理及力学等因素的影响,从抛光工具与自由曲面之间的接触及摩擦角度分析,深入研究自由曲面的抛光机理,并对影响抛光工艺过程的主要因素进行分析,探讨自由曲面抛光过程中获取高质量表面的方法。     

化学机械抛光过程抛光液作用的研究进展

化学机械抛光(CMP)已成为公认的纳米级全局平坦化精密超精密加工技术。抛光液在CMP过程中发挥着重要作用。介绍了CMP过程中抛光液的作用的研究进展,综合归纳了抛光液中各组分的作用,为抛光液的研制和优化原则的制定提供了参考依据。     

H62黄铜精密镜面抛光工艺的实验研究

H62黄铜硬度较低,实现超精密光滑表面加工比较困难。本文采用传统的精密机械抛光方法,对H62黄铜（080mm）进行了精密抛光实验研究。通过大量实验,优化出了适合此类材料的抛光工艺,得到粗糙度为Ralonm左右的光滑表面。该方法成本低、污染小、操作简便、表面质量好,并且消除了传统车、铣加工在工件表面留下的刀痕,解决了化学抛光方法对被加工件毛坯本身精度和表面质量要求高等问题。实验表明,磨料特性、抛光压力和运动轨迹的均匀性等参数对抛光效果的影响较大。     

基体表面粗糙度对镀硬铬层零件镜面抛光的影响

机械电解镜面抛磨镀硬铬层轴类零件时，通常从电、液参数以及工件、工具转速等着手，优选出最佳参数。但从实验中发现，零件基体表面粗糙度对抛光效果有着非常重要的影响，甚至决定抛光的成败。通过大量的对比试验和观察发现：零件基体表面粗糙度越小，抛光效果越好；反之，则差。     

圆光栅玻璃的游离磨料研磨抛光加工工艺

用游离磨料对圆光栅玻璃表面进行了研磨抛光实验,讨论了磨粒尺寸、磨料质量分数、加工时间、研磨盘转速、加载压力、抛光垫材料对试件表面粗糙度和材料去除率的影响。研究表明,硬质抛光垫能更好地保持试件的平面度。获得的优化工艺参数组合为:研磨盘转速75r/min;磨料质量分数10%;研磨液流量10mL/min;5μm的Al2O3加载压力0.019MPa,粗研20min;1μm的Al2O3加载压力0.015MPa,精研20min;30nm的CeO2加载压力0.012MPa,精抛10min。在该工艺组合下,获得了表面粗糙度值Ra为3.3nm、平面度为5μm的圆光栅玻璃。     

45钢表面电子束微熔抛光的性能和组织分析

为显著改善45钢表面粗糙度及其综合力学性能. 文中采用电子束微熔抛光技术,对45钢表面进行电子束微熔抛光处理. 研究电子束抛光对表面粗糙度、改性层组织和硬度的影响,探讨了电子束扫描电流、扫描速度对表面粗糙度、改性层组织的影响规律. 结果表明,45钢经表面抛光处理后,表面粗糙度值由2.091 μm降到0.738 μm,降幅为64.7%;其表面改性层可分为抛光层区、热影响区和基体区;抛光层区的显微组织为针状马氏体,硬度为950 ~ 913 HV;热影响区的组织为针状马氏体和铁素体,硬度为855 ~ 280 HV;基体区的组织为珠光体和铁素体,硬度为244 ~ 204 HV. 电子束工艺参数对抛光后的表面粗糙度值影响显著,在满足抛光效果的条件下,改性层的厚度随电子束扫描电流的增加而增大,随扫描速度的增加而减小.     

RBR控制在超大规模集成电路制造的化学机械抛光工艺中的应用

本论文介绍了RBR过程控制技术在超大规模集成电路（UISI）制造中的化学机械抛光（CMP）这一关键工艺中的应用。CMP工艺中的RBR控制是利用CMP工艺后检测获得的抛光质量数据来调整下一片硅片抛光的输入工艺参数的方法实现的。由于影响CMP过程的参数比较多,并且存在一些复杂的变化过程（如抛光垫老化、更换抛光垫等）,使得其RBR控制是一个多目标、多输入、多输出的控制过程。本文结合CMP工艺分析了RBR控制,并以双指数权重调整方法为例描述了用于CMP的RBR控制算法,最后介绍了RBR控制在CMP工艺应用中的最新研究结果。     

钛酸钡陶瓷基片的双面研抛加工研究

采用氧化铝磨料对钛酸钡(BaTiO3)陶瓷基片进行双面研磨加工,分析磨料粒径、研磨压力、研磨盘转速、磨料浓度以及研磨液流量等研磨工艺参数对基片表面粗糙度和材料去除率的影响。采用双面研磨工艺,依次用W14、W7、W5的氧化铝磨料对钛酸钡陶瓷基片(原始粗糙度Ra0.219μm)在研磨压力3.26kPa、研磨盘转速为37r/min、磨料质量浓度为9%、研磨液流量10mL/min的研磨参数下,进行粗研、半精研、精研,取得了表面粗糙度Ra0.076 6μm的研磨片。对研磨片继续用W0.2SiO2抛光可获得表面粗糙度Ra为6nm的超光滑表面。同时,用激光共聚焦显微镜和扫描电镜观察了不同加工阶段的基片表面形貌,并分析了材料去除机理;采用氧化铝磨料的研磨过程中,材料以脆性断裂去除为主;采用SiO2磨料抛光过程中,工件材料以塑性去除为主。     

A comparative study: polishing characteristics and its mechanisms of three vibration modes in vibration-assisted magnetic abrasive polishing

The automatic precision polishing technique of three-dimensional complicated micro-curved surfaces of components in extremely low surface roughness and high efficiency is greatly demanded by advanced industrial fields. The existing polishing methods have great difficulty in satisfying these demands. Therefore, three modes (horizontal vibration, vertical vibration and compound vibration) of vibration-assisted magnetic abrasive polishing processes have been developed. Previous research focused on each polishing characteristic. The aims of this paper are to characterize effects of vibration of workpiece on magnetic field, polishing pressure, in-process abrasive behavior and polishing performances in three vibration modes and to describe their machining mechanism. Furthermore, a realization of efficient polishing of a 3D micro-curved surface was confirmed to be possible by the process.