复合电解砂光工艺试验研究

介绍了电解砂光复合抛光新工艺及其试验装置.通过试验中表面粗糙度、去除量随时间的变化关系,对这种复合光整加工效果进行了对比分析研究.砂纸的机械切削作用不仅能去除工件表面凸起部分,还能去除凸起部分的钝化膜,使这部分金属活化,以较大的概率被电解蚀除,由此获得较高的抛光效率.工艺参数的研究有助于在高效获得光整表面时,金属去除量尽可能少,使得工件尺寸变化尽可能小.     

模具钢电解机械复合抛光工艺研究

介绍了电解机械复合抛光实验装置、工作原理及工艺特点，应用电解机械复合抛光工艺对几种模具钢材进行抛光实验，分析了各加工工艺参数对表面粗糙度的影响关系，找出了加工电压、工具转速、废料粒度等对电解机械复合抛光的影响规律。实验表明，只要选配适当的工艺参数，采用此法可以获得及Ra＜0．1μm的表面粗糙度，同时该技术能提高模具制造质量，降低工人劳动强度，缩短模具制造周期。     

基于铜基聚氨酯复合抛光阴极的电解机械复合抛光试验研究

阐述了电解机械复合抛光的工艺及原理,并应用铜基聚氨酯复合抛光轮对YG20硬质合金进行平面抛光试验,分析了各种工艺参数对表面粗糙度的影响,找出了加工电压、工具转速、进给速度、磨削压力等对YG20硬质合金电解机械复合抛光的影响规律。试验表明,只要选配优化的工艺参数,采用此法可以获得Ra0.16μm的表面粗糙度,同时铜基聚氨酯复合抛光轮的寿命较长,是一种可用于工业化电解机械复合抛光的阴极工具。     

氮化硅陶瓷滚子磁流变、化学与超声复合抛光工艺试验

为实现氮化硅陶瓷滚子抛光的高效、高精度要求,提出磁流变、化学与超声复合的抛光工艺方法。分析复合抛光的加工机理;利用试验机,在不同工艺参数下进行了复合抛光工艺试验,分析各主要工艺参数对抛光材料去除率和滚子表面粗糙度的影响规律,确定出复合抛光的最佳工艺参数。结果表明:复合抛光后陶瓷滚子表面粗糙度Ra由0.3μm减小至0.03μm;在最佳工艺参数下,滚子能够在保持较高材料去除率的同时获得较好的表面质量;材料去除过程主要是磁流变抛光的剪切作用、超声波抛光的冲击作用以及抛光过程中一系列化学反应综合作用的结果。     

电化学机械抛光颗粒型复合材料仿真及实验研究

建立了单颗粒以及嵌片式复合的有限元模型,发现较小的极间间隙、适当加工电压以及工艺流程能够达到较好的抛光效果。实验验证,一次复合抛光加微量进给或不进给的纯机械反向磨削的工艺,能够获得表面粗糙度0.5μm左右的加工表面。     

往复电解机械复合抛光工艺的试验研究

介绍了电解机械复合抛光的新工艺及其试验装置.通过研究实验中的表面粗糙度和去除量随时间变化的关系,初步得出一系列工艺参数.磨料的机械切削作用不仅能去除工件电化学反应产生的金属钝化膜,同时也去除金属材料.研究工艺参数对高效获得光整表面的同时尽可能地减小工件尺寸变化量有很大意义.     

基于ELID磨削与抛光技术的PDC加工工艺研究

针对聚晶金刚石复合片(PDC)在加工过程中硬度高、精度低等难题,在半精磨阶段采用ELID磨削技术对其进行加工试验以研究其去除机理及存在的缺陷。为解决ELID磨削PDC存在的缺陷,在精加工阶段对PDC进行了抛光试验。通过采用二次通用旋转组合方法对影响PDC表面粗糙度的各工艺参数进行抛光试验设计。首先利用DPS数据处理系统软件对试验结果进行分析得到PDC表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对PDC表面粗糙度的单因素和交互作用影响规律。然后利用lingo软件优化得到PDC抛光最佳工艺参数为抛光压力80 kPa,抛光盘转速1 200r/min,抛光液磨粒粒度2μm,抛光时间45 min,并在此最佳工艺参数下抛光PDC获得表面粗糙度为15 nm的已加工表面。     

聚晶金刚石复合片激光抛光工艺研究

聚晶金刚石复合片因具有超高硬度、耐磨性和良好的热稳定性,被广泛用作切削加工的刀具材料。利用PCD复合片制作刀具时,和传统加工工艺相比,激光抛光可以获得更良好的加工特性。为探究PCD复合片的激光抛光工艺特性,获取最佳表面粗糙度,利用飞秒已抛光区域的线粗糙度,系统地研究了激光功率、扫描速度、扫描间距的水平变化对粗糙度和抛光效率的影响规律。采用正交试验方法对3个因素水平进行优化组合,同时对飞秒激光抛光PCD的作用机理进行初步探究。结果表明：影响粗糙度的主要因素为扫描速度,选用7 MW激光功率、1 000μm/s扫描速度、12μm扫描间距的工艺参数可以获得粗糙度为33.95 nm的优良PCD复合片。     

可加工微晶玻璃陶瓷磨削表面成形机制

通过在MK9025A型曲线磨床上开展微晶玻璃陶瓷磨削试验,研究可加工陶瓷表面成形机制和表面粗糙度。结果表明,可加工陶瓷材料磨削时其材料去除具有延性去除、延脆性去除、脆性去除三种模式,以硬脆材料相关系数Mr改进可加工陶瓷未变形切屑厚度模型,提出延性域系数η0、延脆性域系数η1,用以构建延性-延脆性和延脆性-脆性两个临界磨削深度模型。根据可加工微晶玻璃陶瓷单因素磨削试验,提出了复合磨削因子Q,基于以上未变形切屑厚度模型和两个临界磨削深度模型建立表面粗糙度模型,得到了表面粗糙度与复合磨削因子之间的关系,利用标准差检验模型精度。正交试验验证结果表明,可加工微晶玻璃陶瓷表面粗糙度试验值与所建立的表面粗糙度模型理论值吻合度较高。     

不锈钢镜面抛光机理及结构设计

提出了用电解—不织布复合加工方法对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ进行镜面抛光机理,用正交设计方法中的极差分析法,对降低工件表面粗糙度的工艺参数进行了优化,并研制出便携式复合加工抛光机。     

Electrolytic Plasma Surface Polishing of Complex Components Produced by Selective Laser Melting

The applicability of electrolytic plasma surface polishing to complex components produced by selective laser melting (SLM) is analyzed. By electrolytic plasma polishing by electrolyte spraying, the surface quality of components produced by SLM may be improved. This technology is found to decrease the surface roughness from R_a = 5.6 μm to 1.4 μm. The optimal pressure of the electrolyte jet is 0.02–0.05 MPa. At high pressures, the process becomes unstable. By electrolytic plasma polishing on the basis of electrolyte jets, uniform external and internal surface roughness of components produced by SLM may be ensured.     

电解研磨精密加工

电解研磨精密加工方法是把电解加工和研磨加工结合起来,利用中性电解液,通以适当的电流密度,在磨料研磨和电解溶解共同作用下,对零件进行快速、高效的精密加工,使表面粗糙度可达到R_z0.01-0.02μm。这种加工方法适于一般碳钢,不锈钢,钛合金钢等零件的精密加工。本文阐述电解溶解和磨料研磨结合精密加工的效果,表面粗糙度形成机理和实验结果。     

铝合金超声波表面光饰加工技术研究

首先介绍超声波表面光饰加工的原理,以航空工业中常见铝合金材料2D12及LC9为研究对象,采用超声波加工和常规加工对比的方法,研究超声波表面光饰加工技术对铝合金疲劳性能、表面组织及镀覆性能的影响。通过试验对比可以得出结论:超声波表面光饰加工使表面产生压应力,优化表层组织,大幅度提高表面粗糙度;表面硬质阳极氧化和镀铬后,镀(化)层质量不低于常规加工的试样;经过超声波表面光饰加工的试件疲劳寿命有较大幅度的提高。     

LED蓝宝石衬底抛光表面原子台阶形貌及其周期性研究

LED蓝宝石衬底的表面质量会极大影响到后续外延质量,进而影响到LED器件性能。蓝宝石研磨片经Al2O3磨粒粗抛液、SiO2磨粒精抛液下进行化学机械抛光(CMP),最终表面经原子力显微镜(AFM)所测表面粗糙度达到0.101nm,获得亚纳米级粗糙度超光滑表面,并呈现出原子台阶形貌。同时,通过使用Zygo表面形貌仪、AFM观察蓝宝石从研磨片经Al2O3粗抛液、SiO2精抛液抛光后的表面变化,阐述蓝宝石表面原子台阶形貌的形成原因,提出蓝宝石原子级超光滑表面形成的CMP去除机理。通过控制蓝宝石抛光中的工艺条件,获得a-a型、a-b型两种不同周期规律性的台阶形貌表面,并探讨不同周期规律性台阶形貌的形成机理。     

Factors influencing the dressing rate of chemical mechanical polishing pad conditioning

The primary consumables in the chemical mechanical polishing (CMP) process are the polishing pad and the slurry. Among those consumables, the polishing pad significantly influences the stability of the process and the cost of consumables (CoC). Furthermore, the small holes on the pad surface will be filled by the reactant from the CMP process, and the surface of the pad will deposit hard glazing gradually. The glazing not only reduces the ability of absorbing slurry of the pad, but it also causes scratching on the work piece. In order to maintain the stability of the CMP process and return to an ideal pad surface status, we must condition the pad according to a regular time schedule. At the same time, if we use different pad conditioning factors, the dressing rate of the CMP pad will be different. Most important of all, we have to decrease the pad material abrasion due to the pad conditioning process. In conclusion, if we can understand the influence of the dressing rate and conditioning factors effectively, it will be useful for maintaining CMP process stability, extending pad life, and reducing CoC and non-processing time.     

电解-机械-磁力便携式抛光机的研制

针对具有高硬度、高韧性、高强度和低导热性的大型平面或曲面的难加工材料的工件,应用电解—机械—磁力复合抛光工艺原理,研制了便携式抛光机。试验证明,将与工件母材机械性能无关的电解作用和柔性抛光片的机械作用,以及磁场磁力作用的相结合,提高了抛光的效率和质量,解决了不便搬运的大型难加工材料工件的就地抛光问题。     

超薄石英晶片超精密抛光实验的研究

为了解决超薄石英晶片高表面质量的加工问题,以及寻求一种高效低成本的加工方法,将一种新的超精密抛光工艺应用到超薄石英晶片的加工中。给出了加工过程中的抛光原理,制定出了在研磨和抛光过程中的最优实验条件,并对加工后超薄石英晶片的粗糙度和厚度做了详细的分析;讨论了磨粒的尺寸对表面粗糙度和材料去除率的影响,同时对加工过程的材料去除机理做了论述,以表面粗糙度和厚度为评价目标对超薄石英晶片的加工特性和表面质量进行了评价。研究结果表明：使用该实验的工艺加工超薄石英晶片可以得到厚度为99．4μm、表面粗糙度为0．82nm的超光滑表面;同时,该研究还发现通过延长抛光时间可以减小石英晶片的表面残余应力,可有效控制石英晶片四角“翘曲”现象,得到更好的平面度和平行度。     

CMP behavior of alumina/metatitanic acid core–shell abrasives on sapphire substrates

The abrasive is one of the important influencing factors during the chemical mechanical polishing (CMP) process. Although α-alumina is one of the most commonly used sapphire polishing abrasives due to its high hardness, it often results in surface damage. To receive lower surface roughness and high material removal rate, a common approach is to modify the surface of alumina. In this work, a series of alumina/metatitanic acid composite abrasives with core–shell structure were synthesized. The CMP performances of the pure alumina and alumina/metatitanic acid core–shell abrasives on sapphire substrates were investigated after polishing under the same conditions. Experimental results indicate that the alumina/metatitanic acid core–shell abrasives can not only improve the surface quality, but also further enhance the material removal rate. Furthermore, through the X-ray photoelectron spectroscopy test, this study investigated the chemical effect mechanism of the alumina/metatitanic acid core–shell abrasives in sapphire CMP. The results show that solid-state chemical reactions occur between metatitanic acid shell and sapphire surface during CMP process. We also investigated the mechanical friction mechanism through abrasive wear and adhesive wear.     

An experimental study of the effects of ultrasonic vibration on grinding surface roughness of C45 carbon steel

The effects of an ultrasonic vibration on grinding surface roughness are investigated experimentally, and the test equipment is described. The controllable ultrasonic energy is superimposed to the work piece on grinding and the kinematics of the grinding process is discussed. Experimental results obtained by applying the ultrasonic vibration to the grinding process are presented, showing that the application of ultrasonic vibration to the grinding process can lower the work piece surface roughness.