纳米金刚石磨粒团聚对熔石英摩擦磨损性能的影响

为了研究磁流变抛光液中磨粒团聚对光学玻璃元件的磨损性能,利用环境可控的直线往复式摩擦磨损试验机,以不锈钢球为对磨副,以熔石英为基底,系统地研究了磁流变抛光液中纳米金刚石磨粒团聚程度对熔石英摩擦磨损性能的影响,并利用光学显微镜、白光干涉仪等设备分析熔石英的磨损机制,最后将摩擦学实验结果与实际磁流变抛光结果进行对比。实验结果表明:纳米金刚石磨粒团聚程度越大,熔石英表面的材料去除率越大,磨损区域亚表面损伤情况越严重。当载荷为0.5 N时,熔石英在团聚磨粒作用下的磨损主要以黏着磨损为主,伴随着轻微的磨粒磨损,同时熔石英的亚表面无明显损伤;当载荷从0.5 N增加到4 N时,熔石英的磨损形式以磨粒磨损为主,熔石英的表面和亚表面出现大量损伤。采用相同磨粒团聚程度的抛光液进行熔石英磨损与磁流变抛光实验发现,熔石英在磁流变抛光过程中的材料去除率与磨损实验的材料去除率变化趋势保持一致,表明借助摩擦磨损实验在一定程度上可以预测实际磁流变抛光中的材料去除率。

单颗团聚CBN磨粒磨削TC4钛合金表面创成机制

目的提出一种兼具耐磨性好、自锐性能优异的新型团聚CBN磨粒研制方法,解决单晶CBN磨粒因其力学特性各向异性而极易出现沿解理面大块破碎的问题,进而提升加工效率和磨削性能。方法利用模压成形和高温液相烧结技术,制备了综合性能优异的新型团聚CBN磨粒,探究磨粒结合界面形成机制,并通过单颗磨粒磨削TC4钛合金试验,综合对比团聚CBN磨粒与单晶CBN磨粒的磨损状态和磨痕形貌,探明团聚CBN磨粒的磨削性能优势。结果团聚CBN磨粒烧结界面新生成了TiB_(2)、TiB和TiN;优选的烧结工艺参数为800℃,保温时间为10 min;相比于单晶CBN磨粒,团聚CBN磨粒的耐磨性和锋利度显著提升,磨削加工效率和质量明显改善。结论由于团聚CBN磨粒内部微晶颗粒间金属结合剂的存在,提高了磨粒的断裂韧性,降低了因磨粒内部裂纹扩展而引起的宏观裂纹损伤深度,有效提升了磨粒的加工性能;磨削过程中随着磨粒的不断磨损,未出露的CBN晶粒逐渐参与磨削,确保了磨粒工作面有效磨粒数的动态平衡,有助于提升磨粒整体自锐能力。

钇铝石榴石晶体的机械抛光工艺

钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)是性能优良的激光晶体,但其属于硬脆材料(莫氏硬度8.5),在抛光时易产生划痕及凹坑等缺陷。为去除YAG晶体的表面缺陷,用铜盘进行粗磨,并研究载荷和抛光盘转速对晶体平面度和表面粗糙度的影响。结果显示:铜盘可改善晶体表面缺陷,在转速70r/min、载荷15kPa时抛光45min可达到最佳加工效果。再使用IC1000进一步降低晶体表面粗糙度,在抛光盘转速为9r/min,抛光压力为15kPa的条件下抛光30min后,平面度PV可达100nm,表面粗糙度RMS可达0.9nm,在体视显微镜下观察无划痕及凹坑。