雾化法磁性磨料的磁力光整加工

利用雾化法制备的磁性磨料,通过自行研制的微型数控研磨机床,以S136模具钢为工件,进行磁力光整加工实验,考查主轴转速、磁性磨料粒度、磁场强度等因素对磁力光整加工中工件的表面粗糙度的影响。结果表明,主轴转速为900 r/min,磁性磨料粒径在104~150μm,磁场强度为0.9 T时,磁力光整加工中工件的表面质量最佳。     

超粗糙氧化锆复合陶瓷磁性剪切增稠光整加工特性

针对超粗糙表面氧化锆陶瓷材料的光整问题,配置磁性剪切增稠光整加工介质,利用设计的磁场发生装置,在主轴转速900 r/min、X轴进给速度10000 mm/min和加工间隙0.7 mm的实验参数下,探究不同磨粒和磨粒粒径对氧化锆陶瓷件加工的影响规律.对250μm绿碳化硅的磁性剪切增稠光整介质进行加工时,工件表面粗糙度值能在180 min内降低38％.10μm立方氮化硼配置的磁性剪切增稠光整介质,能使工件表面粗糙度值在210 min内降低41％.在磨粒粒径相同的条件下,随着磨粒硬度的提高,加工效率增大.在磨粒质量分数相同的条件下,磨粒粒径越小,获取的最终表面粗糙度值越小.观测结果表明,对比未加工表面,加工后的表面变得光滑,材料去除肉眼可见,验证了所提出方法的有效性.     

基于大型钢铁工件磨料水射流除锈及工艺研究

设计了湿式送料后混合磨料水射流除锈装置,并对装置的主要除锈参数进行了研究。结果表明,喷射压力为40 MPa、磨料量为600 g/min、工件进给速度为2 000 mm/min、靶距为60 mm时,粗糙度R_a为4.51μm,工件表面光滑,满足加工要求。     

液体磁性磨具小孔光整加工材料去除机理及实验

针对小孔内壁光整加工技术的难题,本文提出一种新型精密研磨孔光整加工技术,以磁致相变理论为指导,从微观角度阐述了液体磁性磨具研磨孔光整加工的材料去除机理.采用"双刃圆半径"模型进行单个磨料颗粒切削模型研究,得出小孔光整加工的材料去除率数学表达式.通过实验验证了磨料粒度、入口压力、电流强度等因素对材料去除率以及表面粗糙度的影响,实验结果表明:在合适的范围内,增大磨料颗粒直径、入口压力以及电流强度有利于提高材料的去除率和表面质量.而当磨粒直径、入口压力以及电流强度选取过大时,虽然能获得较高的材料去除率,但是最终获得的表面粗糙度值并不理想.该研究为通孔零件内壁表面精密光整加工提供了有益参考.     

石英晶片剪切增稠抛光优化实验

剪切增稠抛光(STP)是利用非牛顿流体抛光液在抛光过程中产生的剪切增稠效应实现工件表面高效、低损伤的抛光.本文以材料去除率和表面粗糙度作为评价指标;采用田口法对石英晶片剪切增稠抛光过程中的4个关键影响参数:抛光液转速、工件倾斜角度、磨粒粒度、磨粒质量分数进行优化实验分析,得到最优抛光参数组合以及各主要工艺参数对抛光效果的影响程度;通过实验验证了优化结果的可靠性.对于材料去除率,工件倾斜角度的影响最明显,抛光液转速次之,再次是磨粒质量分数,磨粒粒度影响最小;对于表面粗糙度,抛光液转速的影响最明显,工件倾斜角度次之,再次是磨粒质量分数,磨粒粒度影响最小.通过信噪比平均响应分析,材料去除率优化参数组合为:Al_2O_32 500#、磨粒质量分数18%、抛光液转速80 r/min、工件倾斜角度15°,石英晶片材料去除率最高达到12.25μm/h;石英晶片最佳表面粗糙度参数组合为:Al_2O_35 000#、磨粒质量分数18%、抛光液转速80 r/min、工件倾斜角度15°,抛光1 h后石英晶片表面粗糙度R_a由300.08 nm降低至4.26 nm.     

304不锈钢侧面电解机械复合抛光的试验研究

将电解加工与机械研磨相结合,利用两种工艺的加工优势提高抛光加工的效率和质量,用以解决难加工材料侧面的光整加工问题.针对自主设计的复合电极和喷液装置,通过正交试验分析得到了最佳工艺参数组合,即:加工电压为12V,进给速度为10mm/min,电极转速为140r/min,冲液流量为0.4L/min.经过分阶段复合抛光加工,工件表面由原始粗糙度2.76μm降到了0.17μm,达到了抛光效果.     

反相微乳液法制备球形金刚石堆积磨料与性能研究

以无机硅溶胶为结合剂,金刚石微粉为单颗粒磨料,以异辛醇、无水乙醇、OP-10的混合液为微乳液体系,采用反相微乳液法制备球形陶瓷结合剂金刚石堆积磨料。利用扫描电镜、表面粗糙度仪等表征手段考察不同结合剂量对球形金刚石堆积磨料的显微结构、抛光性能影响。结果表明,采用反相微乳液法能获得球形度较好的金刚石堆积磨料。在660℃下烧结,异辛醇等有机物能充分分解,溶胶结合剂以薄膜的形式对金刚石颗粒进行较好的包覆,堆积磨料粒径可控制在50～100μm。抛光实验表明,随着结合剂量的增加,抛光速率先增大后减小,在结合剂含量为50%(质量分数)左右时加工效率最高,玻璃表面粗糙度先减小后增大,在结合剂量为55%(质量分数)左右时,工件的表面一致性较好,粗糙度最低,约为Ra0.095μm。     

钢件表面电化学机械光整加工试验研究

根据电化学光整加工的技术特点,简单阐述了电化学机械光整加工的机理和影响因素,确定了光整加工的工艺方案并进行了试验.在试验结果基础上对45钢工件光整加工前后表面轮廓不平度高度特性、间距特性、波纹特性、表面光谱反射比和表面微观形貌进行了对比分析,结果显示电化学机械光整加工能显著降低工件的表面粗糙度,改善工件表面质量和表面微观特性.     

石英玻璃上生长表面光滑高光透射率的金刚石膜

石英玻璃衬底在金刚石粉和丙酮形成的悬浮液中超声波预处理,有效提高了金刚石成核密度.在最佳预处理和热丝化学气相沉积条件下,成核密度高达1010 cm-2以上.采用HFCVD中四步法生长工艺,制备出了表面粗糙度小于10 nm、膜厚300 nm、晶粒直径100 nm～150 nm、致密、均匀、高质量和高光透射率的金刚石膜,其1 μm～5 μm波段的光透射率达74%～85%.金刚石膜与石英玻璃衬底结合牢固,膜中无裂纹.     

CVD金刚石膜高效超精密抛光技术

CVD金刚石膜作为光学透射窗口和新一代计算机芯片的材料,其表面必须得到高质量抛光,但是现存方法难以满足既高效又超精密的加工要求.本文提出机械抛光与化学机械抛光相结合的方法.首先,采用固结金刚石磨料抛光盘和游离金刚石磨料两种机械抛光方法对CVD金刚石膜进行粗加工,然后采用化学机械抛光的方法对CVD金刚石膜进行精加工.结果表明,采用游离磨料抛光时材料去除率远比固结磨料高,表面粗糙度最低达到42.2 nm.化学机械抛光方法在CVD金刚石膜的超精密抛光中表现出较大的优势,CVD金刚石膜的表面粗糙度为4.551 nm.     

频谱分析法在表面粗糙度测量中的应用

一、引言表面粗糙度的正确描述和测量在机械零件的设计和制造中有着头等重要的作用,加工的表面质量直接关系到零件(部件和机器)的可靠性和最佳性能。目前,表面粗糙度的评定参数已超过50个,而我国国家标准规定采用的则有R_a、R_z、R_y、S_m、S和t_p(参阅GB 3053-83和GB 1031-83)。这些参数往往只能代表     

新型功能陶瓷高效研磨半固着磨具(英文)

为提高功能陶瓷游离磨料研磨效率,减少大颗粒杂质侵入造成的表面损伤,提出了一种高效研磨用的新型半固着磨具(SFAT).分析了SFAT的基本工作机理及其制作过程.通过对典型的功能陶瓷工件硅片的研磨实验,分析了SFAT研磨过程中工件表面质量、加工效率、材料去除形式,以及工艺参数对加工过程的影响.实验结果表明,采用#1000 SiC磨料制作的SFAT研磨后的硅片表面粗糙度在10 min内,从215 nm提高到了30 nm.定义了单位材料去除量内表面粗糙度下降值,作为评价工件精加工表面质量改善效率的指标.实验中,利用SFAT研磨硅片的单位材料去除量内表面粗糙度下降值是相似条件下游离磨料研磨的2倍,这表明利用SFAT加工能够迅速改善工件的表面质量,能够获得比游离磨料加工更高的精加工效率.     

掺B金刚石膜的电火花抛光实验研究

通过化学气沉积过程中掺B,制备的金刚石膜电阻率下降10-19,导致金刚石膜整体导电,可采用电火花抛光。用扫描电镜和Raman分析了金刚石膜电加工表面的形貌和成分。金刚石膜的电火花抛光是多种效应综合作用的结果,即金刚石膜熔化、汽化、碳的氧化和蒸发、爆炸抛出、界面的化学反应以及金刚石的石墨化。通过实验研究了电加工参数对表面粗糙度和加工速度的影响,通过回归分析得到电火花抛光表面粗糙度和加工速度的经验公式,其相关系数的平方分别为0.91和0.99,表明拟合精度高。试验结果表明,放电电流和脉冲宽度对加工面的表面粗糙度和加工速度影响很大。放电电流为5 A、脉冲宽度为380μs时,抛光后表面粗糙度Ra<1μm。     

准晶磨料对不锈钢亚表层强化形为的有限元仿真北大核心CSCD

新型准晶磨料与传统金刚石和Al2O3磨料进行对比研究,利用单颗粒模型,针对现实复杂工况情况,选取圆形、三角形、梯形和刀形四种典型磨粒形状,分别对不锈钢表面进行切削有限元仿真。结果表明:针对不同形状的磨粒,圆形磨粒对不锈钢纵向亚表层的影响最深。不锈钢表面经九次反复切削累积,圆形的等效应力是刀形的2.6倍,圆形的等效应变是三角形的5倍。磨粒反复切削工件表面后,针对不同磨料,准晶磨料对不锈钢亚表层的等效应力纵向影响深度大于金刚石和氧化铝。经准晶、金刚石和Al2O3磨料处理的表层最大的平均等效应变分别为77%、75%、45%。准晶磨料无论是圆形磨粒或尖角刀形磨粒,对不锈钢表面的作用机制都更倾向于塑变疲劳磨损。     

准晶磨料对不锈钢亚表层强化形为的有限元仿真

新型准晶磨料与传统金刚石和Al_2O_3磨料进行对比研究,利用单颗粒模型,针对现实复杂工况情况,选取圆形、三角形、梯形和刀形四种典型磨粒形状,分别对不锈钢表面进行切削有限元仿真。结果表明:针对不同形状的磨粒,圆形磨粒对不锈钢纵向亚表层的影响最深。不锈钢表面经九次反复切削累积,圆形的等效应力是刀形的2.6倍,圆形的等效应变是三角形的5倍。磨粒反复切削工件表面后,针对不同磨料,准晶磨料对不锈钢亚表层的等效应力纵向影响深度大于金刚石和氧化铝。经准晶、金刚石和Al_2O_3磨料处理的表层最大的平均等效应变分别为77%、75%、45%。准晶磨料无论是圆形磨粒或尖角刀形磨粒,对不锈钢表面的作用机制都更倾向于塑变疲劳磨损。     

单晶金刚石机械研磨结合化学辅助机械抛光组合加工工艺

单晶金刚石因具有最高的硬度和最低的摩擦系数常被用来制备超精密刀具,而表面粗糙度是影响刀具寿命的重要指标.提出采用机械研磨结合化学辅助机械抛光的组合工艺抛光单晶金刚石.实验优化并确定的加工工艺如下:先用5μm和2μm金刚石粉研磨单晶金刚石表面,然后采用化学机械的方法去除机械研磨带来的损伤.用该工艺抛光单晶金刚石,表面粗糙度Ra可达0.8 nm(测量区域70μm×53μm).表面拉曼光谱分析表明化学机械抛光的表面只有1 332 cm-1拉曼峰.     

ECR等离子体刻蚀增强机械抛光CVD金刚石

采用电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀与机械抛光相结合的方法抛光化学气相沉积(CVD)金刚石,运用扫描电镜、Raman光谱观察、分析了刻蚀与抛光后金刚石的表面形貌和质量变化,并与单纯的机械抛光相比较,研究了等离子体刻蚀对后续机械抛光的影响,结果发现:金刚石经ECR等离子体刻蚀后非晶碳含量有一定程度降低,刻蚀过程在金刚石晶面形成的疏松表面有利于机械抛光,金刚石表面平均粗糙度更加快速降低。对比实验表明等离子体刻蚀对机械抛光前期的抛光效率的增强效果更为明显,在ECR等离子体刻蚀后的金刚石样品经10min机械抛光后粗糙度从7.284下降到1.054μm,而直接机械抛光30min时金刚石的表面粗糙度为1.133μm,在机械抛光的初始阶段,等离子体刻蚀后的机械抛光效率是单纯机械抛光效率的3倍。最终,经过三次重复刻蚀后机械抛光,金刚石表面粗糙度降为0.045μm。     

结合ELID磨削与磁流变光整加工的单晶硅反射镜超精密制造技术

分析了在线电解修整（ELID）磨削和磁流变光整加工（MRF）的加工原理与特点，充分结合这2种技术的优点对单晶硅反射镜进行纳米级精度的组合加工．首先进行ELID高效率磨削，在线检测工件表面误差后进行补偿磨削，使反射镜面加工成形，并获得较好的形状精度和表面质量．然后，利用磁流变技术进行确定性的光整加工，以减少反射镜的亚表面损伤，使加工表面的形状精度与表面粗糙度得到很大提高与改善．利用该组合工艺，对硅反射镜进行了系列的加工实验，高效率地得到了低于1nmRMS的表面粗糙度和69nmp-V形状精度的工件表面．     

游离磨粒加工技术的研究现状及发展

游离磨粒加工技术是近年来得到广泛重视的一种传统加工技术,应用游离磨粒加工技术对材料表面进行光整加工得到了越来越多的重视。本文对国内外游离磨粒加工技术的研究概况进行了综述。介绍了游离磨粒加工技术在光整加工中的应用,分析了其中应重点解决的问题,并对游离磨粒加工技术的发展前景进行了展望。     

磨料浆体射流磨粒循环使用的加工特性

为了寻求磨料循环有效使用的最佳经济运行策略,通过对2种粒径分布不同、平均粒径相同的碳化硅磨料进行循环使用,研究磨料在不同的循环周期内磨料自身特征的改变及加工性能的改变。结果表明:大颗粒磨料对材料表面的加工起主导作用的是冲击作用,小磨粒对材料的去除主要依靠耕犁和划痕作用;材料切削深度随着磨料循环次数的增加而减小,加工表面粗糙度随着磨料循环次数的增加而变差;在实际生产加工过程中,磨料只适宜循环使用1次。