侧面逐层抛光腐蚀法研究亚表面损伤

目的直接测量加工后工件的亚表面损伤,观察亚表面裂纹整体形貌与扩展情况,探究不同载荷下工件的亚表面损伤形貌及损伤深度,指导加工工艺设计,减小加工后工件的亚表面损伤。方法通过静态压痕实验在石英玻璃表面产生压痕,采用侧面逐层抛光腐蚀法研究压痕载荷对工件亚表面裂纹的影响及裂纹在工件亚表面的扩展情况,通过回归分析法研究压痕载荷与亚表面裂纹深度之间的关系。结果载荷小于0.098N时,工件上压痕为规则菱形,工件表面发生塑性变形,亚表面不产生裂纹;载荷大于0.245N时,工件表面出现白色发亮的隆起,亚表面开始产生裂纹,且随载荷的增加,裂纹深度逐渐增大,裂纹形貌从“八”字型径向裂纹为主逐渐变成中位裂纹和多条径向裂纹并存的“爪”状形貌。结论压痕载荷与亚表面裂纹深度呈幂函数相关,当压痕载荷较小时,工件存在一定的塑性加工域;当载荷大于一定值时,工件亚表面开始产生裂纹,载荷越大,压痕表面越易产生隆起、崩碎、剥落等现象,同时产生的亚表面裂纹深度也越深。