钛合金的磨削裂纹及抑制措施

磨削钛合金时,由于磨削温度高,在磨削表面层形成较大的热应力,因而不仅发生磨削烧伤,呈现出磨削烧伤色,而且会出现磨削微裂纹。钛合金磨削过程中所出现的磨削烧伤和裂纹将降低钛合金零件的使用寿命,一般说来,磨削裂纹与磨削过程中的磨削力和磨削温度有关,因此抑制磨削裂纹的根本措施是降低磨削温度和磨削力。例如:选择合理的磨削参数及合适的砂轮;采用冷却润滑性能好的极压磨削液以及用立方氮化硼超硬磨料砂轮等。     

超硬磨料砂轮的激光修锐技术研究

激光修整超硬磨料砂轮的原理,利用Ｎｄ：ＹＡＧ固体脉冲激光器进行激光修锐青铜结合剂和树脂结合剂硬磨料砂轮的试验,用扫描电镜观察了激光修锐前后砂轮表面的微观表貌,对激光作用下砂轮表面不同结合剂材料的去除机理进行了分析,通过磨削陶瓷试验,研究激光修锐的金刚石砂轮的磨削性能,并与普通砂轮磨削肖修锐的金刚石砂轮进行对比。结果表明,采用试验所确定的激光参数可选择性地去除砂轮表面的结合剂材料,而不损伤超硬磨粒,     

Cf/C-SiC烧蚀行为及激光复合超声磨削可行性研究

目的 揭示激光与Cf/C-SiC陶瓷基复合材料相互作用机理,分析激光能量密度对材料形性演变的影响规律。提出Cf/C-SiC陶瓷基复合材料激光复合超声磨削加工方案,探究硬脆材料多能场复合加工的可行性。方法 使用不同能量密度的激光束扫描Cf/C-SiC陶瓷基复合材料表面,以明确材料烧蚀行为。在材料表面预制不同间距的平行纹理沟槽,进而对比传统磨削、超声辅助磨削和激光复合超声磨削的加工效果,同时研究不同扫描间距的预制沟槽对磨削效果的影响规律。结果 陶瓷基复合材料(CMC)在激光作用下可呈现2种截然不同的状态,改性状态时材料以氧化等热化学变化为主,样件内出现热影响区和裂纹区。烧蚀状态时材料以热物理和热机械变化为主,样件内出现烧蚀凹坑、重铸层、热影响区和裂纹区。纤维束中界面经整体脱黏后,裂纹向下延伸并发生偏转。基体中的裂纹多起源于纤维界面处,并在扩展过程中发生偏转、分叉。激光烧蚀作用可改变材料的可加工性,有利于后续超声磨削加工。激光复合超声磨削的两方向磨削力相较传统磨削分别减小了51.4%和56.5%,同时表面粗糙度Sa可降低至4.228 μm。结论 激光复合超声磨削可有效降低磨削力和加工表面粗糙度,从而提高加工质量,该方法在实现硬脆材料高质量低成本加工方面具有较大的潜能。     

金刚石化学机械抛光研究现状

金刚石由于其独特的性质成为未来科技的重要材料,但较差的表面质量会影响其在高科技领域的应用,因此实现金刚石超精密加工是提高金刚石应用的关键。化学机械抛光(CMP)是集成电路中获得全局平坦化的一项重要工艺,能够实现金刚石的超精密加工。介绍了现有的金刚石加工方法和金刚石化学机械抛光的研究现状,并与其他的加工方法(机械抛光、摩擦化学抛光、热化学抛光等)进行了对比,其他加工方法存在加工后表面损伤严重、加工表面粗糙度无法满足需要等问题。金刚石的化学机械抛光工艺经历了由高温抛光向常温抛光的发展过程,该加工方法设备简单、成本低、抛光后的表面粗糙度(Ra)可以达到亚纳米级别。此外,金刚石的分子动力学模拟(MD)使人们从原子尺度对金刚石抛光过程中纳米粒子的相互作用和抛光机理有了深入了解。虽然金刚石化学机械抛光还存在着许多亟待解决的问题,但是其发展前景依旧十分乐观。     

磁力研磨法去除航空发动机涡轮轴内表面积碳的试验分析

目的 解决航空发动机大尺寸涡轮轴内表面积碳去除的难题。方法 运用SEM分析涡轮轴内壁积碳的表面形貌特征、成分组成,为积碳去除方法的确定和工艺研究奠定基础。针对涡轮轴的特殊材质和清洗要求,提出磁力研磨技术去除积碳的方法。通过Solidworks和Workbench软件分析研磨区域的磁感应强度和磨粒受力情况,搭建涡轮轴径向添加辅助磁极和数控机床复合的磁力研磨装置,选取平均粒径为185、250、375 μm的磨粒,在工件转速分别为600、800、1000 r/min的条件下进行对比试验。结果 在试验中,当磁性磨料粒径为250 μm,工件转速为800 r/min,外部磁极与工件外壁的加工间隙为5 mm,研磨时间为60 min时,涡轮轴内表面积碳完全去除,表面粗糙度下降幅度大,研磨后表面粗糙度Ra为1.47 μm。结论 采用数控磁力研磨设备,可以有效去除航空发动机大尺寸涡轮轴内表面积碳,去除效率高,去除后涡轮轴内表面粗糙度Ra达到1.47 μm,满足工件使用要求。     

细粒度金刚石砂轮形貌测量与评价

采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪对粒度为3 000的金刚石砂轮表面形貌进行测量,其图像拼接功能可以确保较高的横向分辨率、较高的垂直分辨率和较大的取样面积。利用频谱分析方法对砂轮表面的频率构成进行分析,通过理想的低通数字滤波消除测量仪器引起的系统噪声和砂轮表面的高频分量,然后重建砂轮表面的三维形貌,在此基础上得出砂轮的磨粒出刃高度、静态有效磨粒密度、磨粒平均间距。研究表明,采用细粒度金刚石砂轮进行超精密磨削时,磨粒出刃高度大体上服从正态分布,静态有效磨粒密度远低于理论磨粒密度,真正起切削作用的磨粒数量极少。     

软脆功能晶体碲锌镉化学机械抛光

采用直径为2～5 μm α型Al2O3研磨剂和自行研制的均匀分布的5 nm抛光球抛光液,进行研磨－机械抛光－化学机械抛光新工艺对Cd0.9Zn0.1Te(111)、Cd0.96Zn0.04Te(110)和Cd0.96Zn0.04Te(111)单晶片进行了精密抛光研究,并对Cd0.96Zn0.04Te(111)单晶片采用研磨－机械抛光－化学腐蚀传统加工方法进行了对比研究。采用传统加工方法加工的Cd0.96Zn0.04Te(111)表面有很多的腐蚀沟、嵌入硬质颗粒和较大划痕;而采用新工艺后Cd0.9Zn0.1Te(111)单晶片表面光滑,无加工缺陷; Cd0.96Zn0.04Te(110)表面光滑,无任何嵌入硬质颗粒,有较浅的腐蚀坑和轻微的划痕;Cd0.96Zn0.04Te(111)表面光滑,无任何嵌入硬质颗粒、腐蚀坑,有非常少的极轻微的隐约可见的小划痕。Cd0.9Zn0.1Te(111)、Cd0.96Zn0.04Te(110)和Cd0.96Zn0.04Te(111)单晶片表面化学机械抛光后表面粗糙度Ra分别为2.196 nm,3.145 nm,3.499 nm。     

驻退杆外圆珩磨装备结构设计

针对驻退杆外圆表面在加工后表面粗糙度一致性差,加工及测量效率低等问题,结合驻退杆的结构特点及使用需求,突破在位测量关键技术,设计了驻退杆外圆珩磨装备.采用全浮动分体式定压进给珩磨单元对驻退杆外圆表面进行珩磨加工,可在驻退杆外圆表面形成交叉网纹,有利于油液储存和油膜保持.基于比对式测量法的在位测量系统采用接触式测量仪,通...     

KDP晶体加工表面的亚表面损伤检测与分析

采用截面显微法和择优蚀刻法分别对磷酸二氢钾(KDP)晶体从线切割样品制备到磨削、抛光亚表面损伤进行检测,利用OLYMPUS MX40光学显微镜对表面腐蚀现象与亚表面裂纹形状进行观测,并对裂纹深度进行测量。结果表明,由线切割产生的亚表面损伤裂纹形状以"斜线状"为主,裂纹深度最大值为85.59 μm;由#600砂轮磨削产生的亚表面损伤深度最大值为8.55 μm。在(001)晶面出现了四方形的分布密度较高的位错腐蚀坑;而在三倍频晶面上出现的是密度较低、形状类似梯形的位错腐蚀坑。该研究为KDP晶体亚表面损伤提供了一种检测与分析手段。