固结磨料研磨镁铝尖晶石的平均切深和亚表面损伤行为EI北大核心CSCD

根据接触力学原理建立了固结磨料研磨的平均切深模型,估算了不同粒径磨料作用下平均切深。依据磨粒平均切深值,采用离散元法对镁铝尖晶石固结磨料研抛的过程进行了模拟,并以此预测了固结磨料研磨条件下工件的亚表面损伤深度。采用角度抛光方法对亚表面损伤层深度的预测值进行了验证。结果表明:W5FAP研磨下工件亚表面损伤层深度的预测值为1.32μm、实测值为1.37μm;W14FAP研磨下的预测值为3.93 m,实测值为4.56μm;W50FAP研磨下的预测值为9.07μm,实测值为9.12μm;离散法的亚表面损伤层的预测结果与实测结果基本一致,验证了该方法的可靠性。     

研磨液对440c不锈钢磁力研磨效果的影响

分别以46#机械油和煤油对440c不锈钢表面进行磁力研磨。通过正交试验对研磨加工的工艺参数进行优化,从表面粗糙度、基体质量损耗、三维表面形貌等方面对比研究了上述2种研磨液对不锈钢表面光整效果的影响。结果表明,以机械油为研磨液时的光整效果更好,磁力研磨的最佳工艺条件为:主轴转速2 500 r/min,加工间隙1.8 mm,进给速率60 mm/min,磨料填充量2.0 g。在最佳工艺条件下研磨后,工件的表面粗糙度由0.381μm降至0.032μm,大量毛刺和划痕得以去除,镜面效果良好。     

磁性磨料和磨粒相粒径对磁力研磨效率的影响

按照逐级研磨思路,采用目数和磨粒相直径不同的磁性磨料(MAP)对304不锈钢进行磁力研磨光整加工(MAF),工艺条件为:磁极转速1 000 r/min,加工间隙2 mm,磁感应强度1.2 T,磨料填充量2 g。依次采用磨料目数与磨粒相粒径为50~80目/W40、80~120目/W40、120~200目/W7、200~300目/W7的磁性磨料研磨工件2、2、3和5 min(总研磨时间为12 min),工件表面粗糙度由初始的0.646μm降至0.021μm,材料去除量为42.3 mg。而采用200~300目、磨粒相粒径为W7的单一磁性磨料研磨工件时,要降至相同的表面粗糙度耗时30 min。因此,合理选用不同规格的磁性磨料对工件进行逐级研磨能大幅提升研磨效率,使工件表面质量在短时间内就得到明显改善。     

固结磨料研磨镁铝尖晶石的平均切深和亚表面损伤行为

根据接触力学原理建立了固结磨料研磨的平均切深模型,估算了不同粒径磨料作用下平均切深。依据磨粒平均切深值,采用离散元法对镁铝尖晶石固结磨料研抛的过程进行了模拟,并以此预测了固结磨料研磨条件下工件的亚表面损伤深度。采用角度抛光方法对亚表面损伤层深度的预测值进行了验证。结果表明:W5FAP研磨下工件亚表面损伤层深度的预测值为1.32μm、实测值为1.37μm;W14FAP研磨下的预测值为3.93 m,实测值为4.56μm;W50FAP研磨下的预测值为9.07μm,实测值为9.12μm;离散法的亚表面损伤层的预测结果与实测结果基本一致,验证了该方法的可靠性。     

磁力研磨对440c不锈钢表面形貌的影响

基于磁力研磨,采用雾化快凝法制备的Al2O3系球形磁性磨料,选取440c不锈钢进行光整加工。采用正交试验设计,选用不同粒度磨料对工件进行磁力研磨,并得出优化加工参数。试验结果表明,优化参数为主轴转速2500 r/min、加工间隙1.5 mm、进给速度60 mm/min、磨料填充量2.0 g。440c不锈钢工件微观表面形貌和微观纹理得到改善,表面粗糙度由0.450μm下降到0.043μm,达到镜面效果。表明磁力研磨对440c不锈钢有良好的光整加工效果,其疲劳强度和耐腐蚀性得到不同程度的提高。     

蓝宝石晶片研磨工艺的研究

利用碳化硼W5对蓝宝石研磨实验进行研究,得出不同磨料浓度、不同悬浮液黏度和加工压力对表面状态、粗糙程度和工件去除率的影响。结果表明,碳化硼W5比较适宜研磨,用此磨料在浓度为15%,悬浮液黏度为0.15%(黏度通过控制羧甲基纤维素的衍生物的含量控制),研磨压力为4 N/cm2时效果较佳,去除率可达0.63μm/min,表面无划痕,粗糙度较理想。     

磨料对Inconel718镍基高温合金磁力研磨效果的影响

选择粒度均为W7(即直径5~7μm)的Al_2O_3和SiC两种球形复合磁性磨粒分别对Inconel718镍基高温合金进行磁力光整加工,工艺条件为:以46#机械油作为研磨液,主轴转速1 000 r/min,进给速率10 mm/min,加工间隙2 mm,磨料填充量2.5 g。从工件表面粗糙度和微观形貌两方面对比分析了两种磨粒对Inconel718合金研磨效果的影响。结果表明,在Al_2O_3磨粒的研磨下,工件表面粗糙度从0.560μm降至0.049μm,表面微观形貌得以改善,达到镜面效果;而在SiC磨粒的研磨下,工件的表面粗糙度由原始的0.493μm降至0.124μm,表面微观形貌变化不大。Al_2O_3磨粒对Inconel718的研磨效果优于SiC磨粒。     

(Ti,Zr,Hf)B2粉体的制备及B4C含量对中熵陶瓷高温弯曲强度的影响

高熵陶瓷是陶瓷领域近几年的研究热点，过渡金属硼化物中熵、高熵陶瓷以其优异的性能、化学反应惰性和极高的熔点，成为耐极端环境的重要候选材料。本工作首次研究了B₄C过量含量对中熵硼化物粉体合成、陶瓷致密化、微结构演变和高温弯曲强度的影响，确定了低氧含量、高烧结活性(Ti,Zr,Hf)B₂粉体的制备工艺。采用热压烧结工艺在1800℃制备的(Ti,Zr,Hf)B₂中熵陶瓷致密度高达99%以上。B₄C过量15wt%的(Ti,Zr,Hf)B₂陶瓷晶粒尺寸为5.0±2.1μm，随着B₄C过量含量增加到25wt%，晶粒尺寸明显细化至2.4±0.7μm。过量的B₄C一部分与球磨引入的Si₃N₄原位反应生成BN相，另一部分B₄C以第二相形式存在，BN和B₄C相的引入可以有效抑制中熵陶瓷烧结过程中的晶粒生长，同时也提升了材料的高温弯曲强度。B₄C过量...     

不同粒径磨料对蓝宝石晶片及其抛光过程的影响EI北大核心CSCD

采用不同粒径的W28和W7碳化硼（B4C）磨料对蓝宝石晶片进行研磨和化学机械抛光。研究了不同粒径的B4C磨料对蓝宝石晶片研磨和化学机械抛光后的移除率、粗糙度、平坦度、弯曲度、翘曲度等参数的影响。结果表明：W28和W7的磨料有不同的研磨和抛光性能,在相同的加工条件下,使用W28的B4C磨料,移除速率较快,但研磨所得蓝宝石晶片的损伤层较深,单面抛光20μm不足以去除其损伤层,抛光后表面划痕较多,粗糙度较大（Ra=1.319 nm,Rt=2.584 nm）,表面有明显起伏;而W7磨料的移除速率慢,研磨时间长,在单面抛光移除20μm后其损伤层全部移除,抛光所得蓝宝石晶片平坦度略佳,抛光表面平整,粗糙度较小（Ra=0.194 nm,Rt=0.361 nm）,无明显起伏,表面质量相对较高,适于精修平坦度。     

B4C添加量对Al2O3-C材料性能的影响

以板状刚玉(粒度≤1、≤0.075 mm)、Al-Si合金粉(粒度为50μm)、α-Al₂O₃微粉(粒度为5μm)、鳞片石墨(粒度≤0.074 mm)和B₄C粉(粒度为20μm)为原料，硝酸镍为催化剂，酚醛树脂为结合剂制备了Al₂O₃-C材料，研究了B₄C添加量(加入质量分数分别为0、3%、6%和9%)对Al₂O₃-C材料性能的影响。结果表明：1)随着B₄C添加量的增加，试样的线变化率明显减小，常温抗折强度和耐压强度明显增大；当B₄C添加量为3%(w)时，试样经1 450℃处理后的线变化率降至0.65%,常温抗折强度和耐压强度最高，分别为28.7和57.3 MPa。2)当B₄C添加量为6%(w)时，试样经1 400℃空气气氛氧化后的氧化指数降至3.9%,抗氧化能力明显增强。     

不同粒径磨料对蓝宝石晶片及其抛光过程的影响

采用不同粒径的W28和W7碳化硼(B_4C)磨料对蓝宝石晶片进行研磨和化学机械抛光。研究了不同粒径的B_4C磨料对蓝宝石晶片研磨和化学机械抛光后的移除率、粗糙度、平坦度、弯曲度、翘曲度等参数的影响。结果表明:W28和W7的磨料有不同的研磨和抛光性能,在相同的加工条件下,使用W28的B_4C磨料,移除速率较快,但研磨所得蓝宝石晶片的损伤层较深,单面抛光20μm不足以去除其损伤层,抛光后表面划痕较多,粗糙度较大(R_a=1.319 nm,R_t=2.584 nm),表面有明显起伏;而W7磨料的移除速率慢,研磨时间长,在单面抛光移除20μm后其损伤层全部移除,抛光所得蓝宝石晶片平坦度略佳,抛光表面平整,粗糙度较小(R_a=0.194 nm,R_t=0.361 nm),无明显起伏,表面质量相对较高,适于精修平坦度。     

GCr15轴承内圈磁粒研磨光整实验

利用磁粒研磨加工工艺对轴承内圈进行光整加工实验,以降低其表面粗糙度值为目的,通过Ansoft Maxwell磁场模拟软件对磁极三种形状进行仿真分析,得到磁极开轴向槽磁场强度大,在此基础上研究了磨料粒径、磁极转速和研磨液用量对表面粗糙度值的影响。结果表明:当磨料粒径为185μm时,磁极转速为600 r/min、研磨液用量为6 mL,光整加工60 min,轴承内圈的表面粗糙度值由原始的0.51μm下降至0.10μm,表面的划痕、刀微纹基本全部去除,表面形貌的均匀性较好,表面的显微硬度由原始的820 HV变为了900 HV,研磨后的表面强度增加了。     

化学机械研磨浆料对硅片质量的影响

在化学机械研磨过程中,对半导体硅片的质量影响因素主要有研磨工艺(研磨盘压力、转速、浆料流量等)和化学机械研磨液的成分。本论文重点研究了化学机械研磨浆料的成分对硅片表面粗糙度、总厚度偏差(TTV)、拉丝、划道擦伤、清洁度的影响。通过实验可知:研磨浆料组成为:1%AEO_7;2%聚乙烯吡咯烷酮PVP K90;0.4%乙二胺四乙酸;2%四羟乙基乙二胺;20%PWA 10;74.6%高纯水,可以得到优异的研磨硅片质量。     

电解-磁力研磨钛合金的工艺参数优化

为了改善钛合金零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,基于电解-磁力研磨复合加工工艺,选用烧结法制备的Al_2O_3系球形磁性磨料,对钛合金样件进行表面光整加工。采用响应面法获得了工件表面粗糙度关于电解电压、主轴转速及进给速度的2阶响应曲面函数及显著影响工件表面粗糙度的关键因素。实验结果表明,优化的电解-磁力研磨参数如下:主轴转速1000 r/min,电解电压15 V,进给速度2.5 mm/s。在优化的工艺参数下对钛合金样件电解-磁力研磨10 min,样件的表面粗糙度由原始的1.7μm下降到0.13μm,表面微裂纹和微观形貌得到明显改善,提高了零件的寿命。     

磁力研磨对Inconel718合金表面质量的影响

为改善镍基高温合金Inconel718制造零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,基于磁力研磨加工方法,选用雾化快凝法制备的Al_2O_3球形磁性磨料,对Inconel718合金样件进行光整加工。探究了主轴转速、进给速率、加工间隙和磨料填充量对Inconel718合金表面粗糙度的影响,获得了较佳的磁力研磨参数:主轴转速1000 r/min,进给速率10 mm/min,加工间隙2mm,磨料填充量2.5 g。在优化的工艺参数下对Inconel718合金样件磁力研磨20min,试样的表面粗糙度由原始的0.359μm下降到0.036μm,达到镜面效果。由此表明,磁力研磨对Inconel718合金具有良好的光整加工效果。     

超声磁粒研磨Al 6061管内表面光整试验研究

以提高铝合金管内表面光洁度和加工效率为指标。在传统磁粒研磨的基础上添加辅助磁极和超声波复合的磁粒研磨装置,研究辅助磁极开槽与未开槽磁极及不同振子频率下的光整加工对管内表面的影响。在超声复合开槽磁极的装置中,选取17 kHz、20 kHz和23 kHz三种不同的振子频率进行实验研究,在振子频率为17 kHz、23 kHz时,研磨60 min,铝合金管内表面粗糙度值由原来0.60μm降至0.17μm、0.20μm,振子频率为20 kHz时,研磨60 min,铝合金管内表面粗糙值由原来0.60μm降至0.08μm。在振子频率为20 kHz下,未开槽辅助磁极研磨光整60 min后,铝合金管内表面的粗糙度值由原来0.60μm降至0.13μm,开槽辅助磁极研磨光整60 min,铝合金管内表面的粗糙度值由原来0.60μm降至0.08μm。在振子频率为20 kHz和开槽磁极最佳条件下,超声磁粒研磨铝合金管内表面粗糙度值能达到最低为0.08μm,且开槽磁极的磁场梯度相对未开槽磁极较大且有效研磨区域增大一倍,这使磨料粒子在研磨过程中更新的较为迅速,磨料利用率和研磨效率得到提高,研磨后表面纹理得到全部去除,表面均匀性达到最好。     

磁力研磨镍基高温合金实验研究

针对镍基高温合金(Inconel718)机械加工后表面质量难以满足使用要求的问题,基于磁力研磨法,选用雾化快凝法制备的Al_2O_3系球形磁性磨料,对Inconel718合金样件进行表面光整加工。采用梯度研磨法提高加工效率,并结合正交试验优化加工参数。结果表明,Inconel718合金表面粗糙由原始的0.359μm下降到0.023μm,达到镜面效果;表面微裂纹和微观形貌得到明显改善,提高了零件的抗疲劳强度和寿命。为磁力研磨在镍基高温合金光整加工中的推广应用提供了理论和技术支持。     

PVD涂层阶梯杆的磁粒研磨加工研究

为了改善PVD(Physical Vapor Deposition)涂层阶梯杆的表面质量,实验中采用磁粒研磨的方法对阶梯杆进行磨削加工,并对实验参数进行优化,得出最佳磨削加工参数。结果表明,优化后的实验参数为:磁性磨粒的粒径大小为250μm,车床主轴转速为750 r/min,加工间隙为3 mm。用优化后的参数对阶梯杆进行磨削加工40 min,阶梯杆表面粗糙度从原始的Ra 1.35μm降低到Ra 0.26μm,阶梯杆表面光洁度有明显提高。     

表面活性剂在花岗岩研磨中的物理化学作用

花岗岩研磨过程中添加含不同类型表面活性剂的磨削液。测量添加不同表面活性剂及不同浓度的磨削液时花岗岩的磨削比 ,分析比较磨削液浓度及表面活性剂对花岗岩研磨效率的影响。通过测量磨削液的表面张力、磨削液作用后的花岗岩表面电位等参数 ,研究了表面活性剂对花岗岩研磨过程的物理化学作用机理。实验结果表明 :与水比较 ,表面活性剂磨削液能明显提高花岗岩研磨效率 ;阳离子型表面活性剂的磨削液对研磨效率的提高效果优于阴离子型和非离子型的表面活性剂磨削液 ;研磨盘的粒度越细 ,表面活性剂的作用效果越明显。     

Nd:Y3Al5O12透明陶瓷的超精密加工

用化学机械抛光法加工掺钕钇铝石榴石(Nd:Y3Al5O12,Nd:YAG)透明陶瓷.为了提高加工效率,在研磨阶段逐步减小B4C磨料的粒径,精密研磨和抛光阶段采用粒度为3,1 μm和0.3 μm氧化铝粉;最后,选用胶体二氧化硅作为抛光液进行化学机械抛光,以获得更好的表面光洁度.采用Wkyo激光干涉仪测量加工样品的平面度,光学显微镜观察表面宏观损伤,原子力显微镜测量表面粗糙度和微观形貌.结果表明:采用该工艺可实现高效率、高精度Nd:YAG透明陶瓷的超精密加工,加工后的Nd:YAG陶瓷表面粗糙度<0.2 nm RMS(root mean square),平面度<λ/10 (λ=633 nm),微观损伤少.