SLM零件的磨粒流动辅助电化学复合抛光方法研究

针对增材制造金属零件表面质量较差的问题,提出一种磨粒流动辅助电化学复合抛光方法,在电解液中混入微小磨粒,使混合液在一定压力下流经工件表面,通过磨粒磨削和电化学溶解的复合作用改善工件表面质量。通过试验对比了纯磨粒磨削、纯电解加工和复合抛光的加工效果,分析了不同工艺参数对工件表面粗糙度和材料去除量的影响。试验结果表明：复合抛光方法能有效去除增材制造零件表面缺陷,改善其表面质量。通过选取合适的电压进行分阶段抛光,SLM工件的表面粗糙度由Ra8.162μm降至Ra1.226μm。     

磨粒尺寸和基体硬度对固结磨料抛光YAG晶体的影响

钇铝石榴石(YAG)是一种应用广泛的硬脆难加工材料,其抛光过程工艺复杂、效率低。固结磨料抛光技术具有平坦化能力优、对工件形貌选择性高、磨料利用率高等优点。试验采用固结磨料抛光YAG晶体,研究固结磨料垫的基体硬度和金刚石磨粒尺寸对YAG晶体的材料去除率和表面质量的影响。结果表明:当基体硬度适中为Ⅱ、金刚石磨粒尺寸3～5 μm时,固结磨料抛光YAG晶体效果最优,其材料去除率为255 nm/min,表面粗糙度S_a值为1.79 nm。      

振动抛光磨块的制备方法及性能试验研究

振动抛光磨块是一种适用于金属和非金属复杂型面零件再加工的磨具，振动抛光将零件和抛光用磨块按一定比例放入光饰设备容器中，配以乳化液等进行光整加工。由于振动光饰机容器的周期性螺旋振动（或无规则振动）或离心式抛光机外容器的转动，加工零件与抛光磨块相互运动，形成磨块对零件表面的强力研磨作用，研磨抛光可达到去毛刺、去氧化皮、去飞边、形成倒角和光整加工等目的。本文阐述了不同形状、规格和性能磨块的研制，并对该系列磨块在单向垂直振动台上进行了磨削抛光性能试验。     

基于双自激振荡腔室磨粒流抛光的流体脉冲特性研究

目的 自激振荡脉冲磨粒流抛光方法主要应用于型腔零件内表面的抛光,为进一步增强抛光液的自激振荡脉冲特性,以提高抛光效率,提出一种基于双自激振荡腔室的磨粒流脉冲特性抛光方法.方法 利用串联的两个自激振荡腔体,对抛光液的流体脉冲特性进行二次放大,增强抛光液的峰值速度以及湍流动能.利用数值模拟分析双自激振荡腔室的脉冲特性,搭建...     

磨粒流抛光阀块内孔道的数值模拟与试验研究

针对液压阀块孔道内部结构复杂难以进行精密加工的问题,提出利用磨粒流精密抛光技术来实现加工工艺。使用流体仿真软件Fluent进行数值模拟,研究进口压力、磨料浓度、磨粒粒度等对磨粒流加工效果的影响。以液压阀块内的孔道为研究对象,对不同的进口压力、磨料浓度、磨粒粒度下内孔道磨粒流的速度、湍流动能、静压、壁面剪切力进行仿真,得出结论：当入口压力为8 MPa、磨料浓度为0.1、磨粒粒度为200目时,阀块内孔道的抛光效果较好。以该参数进行相应的磨粒流加工实验,结果表明：阀块孔道内壁面的表面粗糙度明显降低,提高了孔道内壁面的表面质量。     

cBN-Fe磁性磨粒的制备工艺及性能

针对现有烧结法制备的磁性磨粒中研磨相材料硬度较低,对硬度高、导磁性差的钛合金等工件的研磨效果差,且硬度最高的金刚石材料无法作为研磨相用烧结法来制备磁性磨粒的问题,以Fe粉为基体,cBN粉末为研磨相,烧结制备cBN-Fe磁性磨粒;以Ti-6A1-4V(TC4)板为研磨对象,用控制变量法探究烧结法制备的cBN-Fe磁性磨粒中烧结时间、升温速度、原料配比对其研磨性能的影响,确定其最佳的制备工艺参数;并以45^#钢和202不锈钢为研磨工件,比较cBN-Fe与烧结法制备的Al2O3-Fe、Si C-Fe 3种磁性磨粒研磨前后工件的表面粗糙度、表面形貌,探究不同磁性磨粒的研磨性能和使用寿命。结果表明：当Fe粉与cBN粉的质量比为3∶1,烧结温度为1 150℃,烧结时间为6 h,保温时间为2 h,升温速度为3.19℃/min时,制备的cBN-Fe磁性磨粒研磨性能最佳,优于烧结法制备的Al₂O₃-Fe、Si C-Fe磁性磨粒的,且其使用寿命分别是Al₂O₃-Fe磁性磨粒和Si C-Fe磁性磨粒的...     

金刚石薄膜涂层扇形孔绞线紧压模的制备、抛光及应用

为改善异型绞线紧压模耐磨损性能,提高异型线缆质量,采用热丝化学气相沉积方法,在孔型经优化设计的扇形孔绞线紧压模内孔沉积了厚度均匀、附着性能优异、相对易于抛光且具有很好的耐磨损性能的硼掺杂微米-本征微米-本征细晶粒复合金刚石薄膜,采用机械自动线抛光、磨料流抛光及手工机械抛光相结合的抛光工艺对内孔工作表面进行抛光,使其整体表面粗糙度Ra值达到50 nm以下,在铜材质扇形分裂导体绞线紧压实际生产应用试验表明,可以替代低效的传统滚轮挤压工艺;采用传统工艺制造的异型电缆表面粗糙度Ra值约为1.027μm,应用金刚石薄膜涂层扇形孔绞线紧压模可以将其表面粗糙度降低到0.473μm,且在截面积更小、质量更轻的情况下获得更小的电阻。     

Ti-Zr-O薄膜制备及碳氢化合物探测性能

金属氧化物薄膜常被用作气体探测器。为了制备氧化物薄膜，普遍采用化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)法。对于工业化生产，这些方法成本太高，工艺复杂。以溶胶-凝胶(Sol-gel)法为基础的一种浸渍涂层法由于成本较低、技术简单、易于制备均匀薄膜而日益流行。该方法还有其它优点，如结晶温度比其它化学合成方法的低。日本科技人员采用“先进Sol-gel法”制备ZrO2和TiO2-ZrO2的先驱物溶液及薄膜，并测试了对碳氢化合物的敏感性能。 以钛和锆的丁氧醇为原料。ZrO2溶液的制备步骤如下：将锆的丁氧醇溶于苯溶液至浓度为0.5mol/dm3，缓…     

基于自激振荡脉冲特性的磨粒流抛光不锈钢细管内壁的仿真与实验研究

目的 解决传统抛光方法对细管件或微孔内表面抛光困难的问题。方法 提出一种基于自激振荡脉冲特性的磨粒流抛光方法。利用自激振荡腔,使磨粒流产生振荡脉冲,实现对细管件或微孔内壁高效抛光。建立自激振荡脉冲磨粒流流体区域的数学模型,并通过数值仿真计算获得自激振荡腔体的结构参数d2/d1和L/D以及过渡角β。搭建实验平台,实验验证了自激振荡脉冲特性磨粒流抛光方法的有效性。结果 不锈钢细管件的抛光结果表明,加工12 h后,不锈钢细管件内壁的粗糙度Ra从480 nm降到50 nm,内壁面轮廓无明显的单向性纹理;14 h后,不锈钢细管内壁有明显镜面效果。而无振荡腔的情况下需要磨粒流抛光14 h,管件内壁表面粗糙度才达到55 nm,壁面轮廓存在明显的磨粒流抛光流动方向的纹路。结论 通过仿真和实验证明了自激振荡脉冲效应抛光方法（SOAFP）的有效性。此外,在本实验条件下,自激振荡腔体的结构参数d2/d1=1.6、L/D=0.5和过渡角β=60°时,抛光效率和抛光后表面质量最佳。     

磨粒有序排布曲面砂轮设计及磨削性能实验研究

提出一种曲面砂轮表面磨粒有序化排布的设计方法,制备磨粒有序排布和无序排布的2种曲面砂轮.通过磨削实验,从磨削力、砂轮磨损及工件加工形状误差等3个方面对比研究.结果表明:在整个磨削过程中,磨粒有序排布的曲面砂轮的磨削力总体上小于磨粒无序排布的曲面砂轮的磨削力.磨粒有序排布曲面砂轮的磨粒磨损一致性优于无序排布曲面砂轮的.整...     

玻璃材料高速抛光用固着磨料磨具试验研究

目的实现玻璃材料的高效高质量低成本抛光。方法选择不同添加剂作为辅料制作固着磨料抛光磨具,阐明制作工艺流程、添加剂辅料配方及比例、固着磨料磨具对材料硬度、剪切强度等性能的影响。以工件材料去除率、表面质量以及磨耗比等作为评价指标分析不同添加剂辅料对加工效果的影响,并通过等效系数优化方法确定添加剂辅料的最优配方。结果碳化硅与钼酸铵可增加磨具的硬度和剪切强度,磨具中加入适量氧化铝可有效提高工件表面质量。结论固着磨料抛光磨具的添加剂辅料最优配方为:10.6%(质量分数)4000#Al2O3和2%(质量分数)10000#SiC。     

偏置量对固结磨料小工具头抛光面形收敛效率的影响

目的 解决自由曲面磨抛面形收敛困难的问题,提高抛光小工具头的抛光效率.方法 提出一种偏置式固结磨料小工具头,基于固结磨料小工具头的结构特征参数,建立抛光小工具头的去除函数理论模型,并进行仿真分析,应用定点抛光法建立抛光小工具头去除函数实验模型,并验证抛光小工具头理论去除函数合理性,基于CCOS技术原理建立工件表面定量去除模型,通过虚拟加工实验探索偏置量对固结磨料小工具头抛光钛合金后的面形收敛效率的影响.结果 归一化理论去除函数曲线与实验曲线吻合度较高,定点抛光去除函数仿真模型能够很好地预测定点抛光斑的去除轮廓形状.抛光小工具头抛光钛合金的面形误差随偏置量增加,呈现先减小、后增大的趋势,无偏置的抛光小工具头抛光后,面形数据均方根(RMS)收敛效率为54.56％,波峰值与谷峰值之差(PV)的收敛效率为60.21％,当抛光小工具头偏置量为1.5 mm时,抛光后的RMS收敛效率达到最高,为73.83％,PV收敛效率为69.68％.结论 固结磨料小工具头去除函数理论模型可指导确定性材料去除,偏置量为1.5 mm时的抛光小工具头具有最强的修正误差能力,可以显著提高固结磨料小工具头抛光工艺的面形收敛效率.     

磨料射流表面抛光研究综述

作为精密超精密光学制造工艺过程中的一个重要环节,各种新型表面抛光方法与工艺始终吸引着科研人员不断深入研究与探索。磨料射流抛光方法为小型复杂零件的表面抛光提供了一个新思路,成为精密超精密光学加工技术的重要组成部分。对磨料射流表面抛光过程中衍生的磨料水射流抛光、磁射流抛光、负压吸流抛光、磨料气射流抛光、冰粒水射流抛光、纳米胶体射流抛光的抛光原理、方法及特点进行了综述,分析了各射流表面抛光技术材料去除的最新发展;从加工原理、磨料选择、抛光精度、数学模型等方面对上述新型射流抛光技术进行深入分析与比较,其中磁射流抛光、纳米胶体射流抛光、磨料水射流抛光的抛光精度较高,可以实现表面粗糙度纳米级的超精密抛光,而磨料气射流抛光、冰粒射流抛光从加工成本上来讲则相对较低。最后,对磨料射流表面抛光在去除函数优化、精度效率的提高、应用范围扩展、在线检测、商业化应用等方面的发展趋势进行了预测。     

砂带抛光工艺对试样表面完整性的影响

磨削加工作为试样制备的最后一道工艺,对试样的表面质量影响很大.砂带抛光工艺相对于传统砂轮磨削来说,有效率高,质量好等优点,适于试样加工.通过一系列的正交实验和单因素实验,针对A-100材料,探索了抛光速度,进给速度,抛光深度和砂带粒度对试样表面完整性的影响.实验结果表明通过优化上述参数,减少试样表面残余应力,降低表面粗...     

单层磨料凝胶抛光垫的加工性能研究

目的 研究单层磨料凝胶抛光垫的加工性能,为提高磨料利用率以及降低磨料对凝胶基体的破坏提供解决思路.方法 使用自行搭建的测力装置,对磨粒与基体的界面结合强度进行研究,分析磨料粒度和偶联剂对界面结合强度的影响,研究磨料粒度和结合剂厚度对磨粒附着的影响,并将制备的单层磨料凝胶抛光垫与常规多层磨料凝胶抛光垫分别在湿抛光和干抛光工艺条件下加工碳化硅衬底,对比两者的材料去除率、表面粗糙度和工具的磨损情况.结果 200/230目金刚石磨粒的界面结合强度是80/100目的4倍有余,添加偶联剂后,80/100目金刚石磨料与基体的界面结合强度提高了75％.粗粒度的W40多层磨料容易破坏凝胶基体的结构,而细粒度的W5单层磨料不会破坏凝胶基体结构,且单层磨料工具的凝胶体涂覆厚度应低于0.6 mm.湿抛光条件下,单层磨料工具能达到多层磨料工具的抛光效果;干抛光条件下,单层磨料工具的材料去除率相比多层磨料工具提升11.5％;湿抛光和干抛光条件下,单层磨料凝胶工具的耐磨性都显著强于多层磨料工具.结论 单层磨料凝胶工具在湿抛光条件下具有与多层磨粒凝胶工具等效的加工能力,但是在干抛光条件下,单层磨料凝胶工具的加工能力和使用寿命要显著优于多层磨料凝胶工具.     

含草酸磨具在大理石抛光中的作用机理

本文通过扫描电镜、电子探针、化学分析等方法，对含草酸磨具在抛光大理石中的作用过程进行了研究，对其作用机理进行了有益的探讨。     

新型钢抛光液中磨料的种类及其性能研究进展

磨料在抛光液中主要起机械作用,磨料的理化性质,如硬度、粒径、浓度等,是影响化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)性能的重要因素,对抛光效率有较大影响。针对我国抛光液对外依赖、需求量大,但精度等指标达不到市场要求等问题,同时由于磨料在抛光液的抛光性能中起着至关重要的作用,因此寻求效果更好的改性磨料或新型磨料材料,以促进化学机械抛光技术的发展势在必行。故此,归纳汇总近年来国内外研制出的新型钢抛光液,聚焦于抛光液磨料这一重要组分中不同物质的物化性质及其作用,对抛光性能(如材料去除率、表面粗糙度和光泽度等)的影响等,分类别阐述了不同物质的优劣势、复配协同作用以及在现有抛光液中的效果,为之后抛光液配方研究中磨料的选择提供参考。归纳总结发现,混合与复合磨料较单一磨料有较大的提升,稀土掺杂、核/壳结构等改进存在较大的研究价值,组分间的复配协同作用对抛光性能的提升有一定作用。最后,基于目前钢抛光液应用中存在的问题以及现有的具有前景的技术,对钢抛光液中磨料的发展进行了展望。     

固结磨料研磨与抛光的研究现状与展望

分析了传统游离磨料研磨抛光存在的缺点和固结磨料的研磨抛光的优点;阐述了固结磨料研磨抛光的材料去除机制以及固结磨料研磨盘抛光技术在氮化硅陶瓷加工、半导体制程中的应用;介绍了多种固结磨料研磨盘、抛光垫的制作方法;并展望了固结磨料的研磨抛光的发展趋势。     

丝锥刀具旋转磨粒流去毛刺和钝化抛光技术

目的 高效、低成本地消除丝锥、铰刀、钻头、铣刀等金属加工刀具磨削后产生的表面毛刺、亚表面烧伤等加工缺陷,实现刀具的高效钝化抛光。方法 基于磨粒流加工（AFM）技术,提出一种刀具旋转磨粒流抛光（R–AFM）原理和方法。通过模拟仿真方法获得优化的刀具运动轨迹,进一步研发可装夹40把刀具的多工位旋转磨粒流高效抛光专用设备;以高速钢丝锥为研究对象,选用新研制的GC磨料介质作为钝化抛光介质,采用正交实验设计法,通过极差分析和方差分析,探究工件转速、加工时间、磨粒粒径及磨粒质量分数等工艺参数对刃口钝圆半径的影响规律;再选用正交试验获得的工艺参数组合,采用自主研制的WS和GC磨料介质,分别对丝锥刀具进行钝化抛光试验,分析2种新型磨料介质的钝化抛光特性;最后,基于前面的实验结果和理论分析,优选刀具钝化抛光复合加工的工艺参数,并验证刀具的钝化抛光效果。结果 各工艺参数对刀具刃口钝圆半径的影响程度依次为刀具回转速度、钝化抛光时间、磨粒质量分数和粒度。高硬度的GC磨料介质具有材料去除率高、对刃口的钝化能力较强等特点。在保持切削刃锋利度的前提下,采用低硬度的WS磨料介质,其毛刺去除效果更好。采用优化的工艺参数...     

磁性磨料制备技术的研究进展

磁性磨料是制约磁力研磨技术发展的关键因素。本文介绍了磁性磨料的组成及其性能要求,总结了满足不同应用要求的磁性磨料种类及特点,综述了磁性磨料的各种制备技术及其研究进展。最后,结合磁性磨料的种类、工艺、性能及其应用现状,提出了今后研究应重点关注的方向。