磨粒粒径对蓝宝石研磨均匀性影响的试验研究

通过蓝宝石衬底的单面研磨试验研究,分析了W14和W3.5的B4C磨粒研磨后蓝宝石表面的微观形貌和宏观形貌,W14的B4C磨粒加工后蓝宝石表面微观裂纹密集且交错分布,体现了以滚轧和挤压为主的材料脆性去除作用,相同条件下,W3.5的B4C磨粒加工的蓝宝石表面划痕均匀,表面无微观裂纹,实现了以切削为主的材料延性去除形式。测试分析结果表明:磨粒粒径的选择对蓝宝石的研磨表面状态具有重要影响,其选择准则除考虑要达到的粗糙度等级之外,还必须同时考虑与研磨盘的嵌入作用及其对加工表面状态的影响;W3.5的B4C磨粒研磨加工后的蓝宝石表面宏观和微观均匀性良好,表面粗糙度、平面度等符合抛光前道工序的要求。

磨粒粒径对Si_3N_4结构陶瓷冲蚀磨损性能的影响

以冲蚀磨损工况下的典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了不同SiC磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损的微观失效机制.研究结果表明:在各种粒径磨粒的冲蚀磨损条件下,Cr15Mo3铸铁的冲蚀磨损率都比Si3N4结构陶瓷的高,Si3N4结构陶瓷的抗冲蚀磨损能力是Cr15Mo3铸铁的20倍左右;粗颗粒磨料冲蚀条件下试验材料的体积损失比细颗粒磨料冲蚀条件下的大,即磨粒越粗冲蚀磨损越严重;在微观上,Cr15Mo3的腐蚀坑、冲蚀坑多,基体材料冲刷磨损严重,W型失效形貌明显,而Si3N4结构陶瓷的冲蚀磨损面比较光滑,材料失效主要是晶界粘结相失去多所致;结构致密、晶粒细小并有细小柱状晶的存在等是Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能优异的主要原因.

离散相磨粒粒径对磨粒流研抛共轨管质量的影响

为研究磨粒粒径对磨粒流研抛质量的影响,以共轨管为研究对象,通过计算模拟不同磨粒粒径下磨粒流的状态,分别从流场动压力、速度场、磨粒的运动轨迹、湍流动能进行不同场的离散相分析。从数值分析可知,随着磨粒粒径增大,动压力、速度和湍流动能降低,磨削效果减弱。对经磨粒流研抛前后的共轨管工件进行了表面粗糙度和表面形貌的检测,测得磨粒流研抛前的表面粗糙度为3.401μm,研抛后的表面粗糙度为1.138μm,从而确认了磨粒流研抛具有内通道结构的工件的有效性,也证实了数值模拟的正确性,为磨粒流研抛技术的发展提供了理论支持。

磨粒尺寸对FAP研抛工件亚表面损伤层深度的影响

建模分析了固结磨料研抛过程中结构因素与工艺参数对磨粒切入工件深度的影响;采用BOE分步腐蚀法测量了不同磨料粒径FAP研抛后K9玻璃、熔石英玻璃亚表面损伤层深度;建立了亚表面损伤层深度与磨粒粒径之间的相关关系。结果表明:固结磨料研抛条件下,工件亚表面裂纹层深度与工件特性、研抛垫特性及磨粒尺寸相关;基于平均切深的亚表面损伤层模型与实验结果有较好的吻合度。为固结磨料研抛垫的设计与工艺参数的制订提供了理论依据。

Al_2O_3颗粒增强共晶成分铝锰基复合材料冲蚀磨损性能研究

通过对Al2O3颗粒增强Al-2.06%Mn复合材料和Al-2.15%Mn合金在不同磨粒粒径、不同冲蚀速度的冲蚀磨损试验,探索了材料的冲蚀失效规律及其微观破坏机制。结果表明,两种材料在7m/s冲蚀速度下的冲蚀磨损失重率是在3.5m/s冲刷速度下的2～3倍;两种材料的冲蚀磨损失重率随着磨粒粒径的增大先增大后减小,磨粒粒径分布在0.053～0.106mm时两种材料的失重率出现极大值,Al2O3颗粒增强Al-2.06%Mn复合材料的抗冲蚀磨损性能优于Al-2.15%Mn合金。

铌酸锂晶体的研磨亚表面损伤深度

针对光学材料研磨过程引入的亚表面损伤层（SSD）深度对工件的抛光工序效率和表面质量的影响,探索了光学材料在研磨过程中的亚表面损伤规律。采用角度抛光的方法测量了软脆材料铌酸锂（LN）晶体的损伤层深度,分析了研磨方式、磨粒粒径和研磨压力对工件亚表面损伤层的影响规律。结果表明：研磨方式对损伤缺陷的影响最为显著,相同研磨条件下游离磨料研磨后的损伤层深度约为固结磨料研磨的3~4倍,游离磨料研磨后工件亚表面存在多处圆弧形裂纹,固结磨料研磨后主要显现细小裂纹和＂人＂字型裂纹;当磨粒粒径从W28下降到W14后,游离研磨的亚表面损伤层深度下降至原来的45%,而固结研磨的损伤层深度下降至30%;另外,研磨压力的降低有利于减小工件的亚表面损伤。该研究对LN晶体研磨方式及研磨工艺的选择具有指导意义。

不同实验参数下α-Al_2O_3陶瓷冲蚀磨损性能研究

以冲蚀磨损工况典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,研究了不同磨粒硬度、不同磨粒粒径、不同冲蚀角度(O°、30°、45°、60°和90°)对α-Al_2O_3结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损微观失效机制。结果表明:Cr15Mo3高铬铸铁冲蚀磨损体积均大于α-Al_2O_3陶瓷材料;随着Cr15Mo3高铬铸铁冲蚀磨损体积增加幅度最大;处于45°和60°,90°冲蚀角度时试验材料的冲蚀磨损体积损失最大;α-Al_2O_3陶瓷受冲蚀时切削磨损小,随着冲蚀角度增加,材料的耗能方式主要径向裂纹和横向裂纹的断裂表面能。

基于ABAQUS的固结磨料磨具失效过程分析

采用有限元方法对固结磨料磨具使用寿命的影响因素及影响规律做了详细分析,结果表明:埋入深度对固结磨料磨具的寿命有着显著影响,随着磨粒埋入深度的增大,磨粒的临界失效力在逐渐增大,其失效时产生的变形也越来越大,所以随着埋入深度的增加,磨具的寿命会不断提高,其磨具精度的寿命也保持得更为长久,整个磨具的稳定性更优良且主轴的振动也更小;磨粒粒径对固结磨料磨具的寿命有较大的影响,随着磨粒粒径的增大,磨粒的位移量及其临界失效力也随之逐渐增大,即粒径越大金刚石磨粒越不容易脱落,磨具的寿命随磨粒粒径的增大而逐渐提高。