SG砂轮磨削钛合金烧伤机理

钛合金以其良好的耐热耐腐蚀性和特别高的比强度在国内外航空航天工业上得到了广泛的应用.针对钛合金在磨削加工过程中极易发生的磨削烧伤问题,采用先进的测试方法,对磨削过程中磨削力、磨削温度、工件表面粗糙度及表面形貌、表面层金相组织及显微硬度等变化规律进行了分析研究.研究结果表明,TC6钛合金在磨削温度超过600℃时即发生烧伤.表面形貌随磨削温度的升高而逐渐恶化.当发生严重烧伤时,工件表面有裂纹产生,其方向大致与磨削方向垂直.工件烧伤时材料表层的金相组织发生变化,α相颗粒明显粗大,使得钛合金的物理机械性能下降.研究结果为寻求优化的高效、高精度钛合金磨削加工工艺提供理论及实验依据.

SG砂轮磨削航空合金温度研究

钛合金和高温合金的导热性差,磨削过程中产生的高温不仅加速砂轮的磨损,而且降低工件表面质量,磨削温度是影响磨削过程的重要参数。本文重点阐述了夹丝半人工热电偶法测温原理及标定方法,并对不同磨削条件下磨削航空合金的温度进行了实验研究。实验选用新型陶瓷氧化铝SG砂轮和普通GC砂轮,分析磨削温度信号的物理意义,系统地研究了磨削用量、磨削方式、砂轮类型以及工件材料对航空合金磨削时温度的影响,为航空合金的高效高精度磨削加工工艺优化提供实验依据。

SG砂轮磨削镍基合金GH4169砂轮磨损机理与磨削性能的实验评价

目的减少磨削镍基合金GH4169过程中砂轮磨损和堵塞现象,提高工件表面质量。方法采用WA和SG砂轮磨削镍基合金GH4169,通过观察磨削前后砂轮表面微观形貌,研究两种砂轮表面材料粘附、堵塞以及磨粒破碎等主要磨损机制。从磨削力、工件表面形貌、磨削比能3个方面评价两种砂轮的磨削性能,并探究磨削参数对砂轮磨削力、工件表面形貌、磨削比能的影响规律。结果在去除相同体积材料时,SG砂轮的磨削力较小,所消耗的能量较WA砂轮低21.5%,SG砂轮所加工工件表面的粗糙度明显低于WA砂轮所加工工件表面的粗糙度,两者表面粗糙度差值均在1μm以上。SG砂轮表面材料粘附现象较轻,WA砂轮表面出现了大面积的材料粘附,造成了砂轮堵塞。结论 SG磨粒因内部致密的微小晶粒所决定的微破碎机制,使SG砂轮在磨削镍基合金GH4169过程中保持了锋利的磨削刃,减少了砂轮表面的材料粘附,同时也获得了良好的工件表面质量。另外,SG磨粒较WA磨粒具有更佳的力学性能,使其在去除相同体积材料时所消耗的能量更少。

内冷式砂轮的流道设计及分析

针对内冷式砂轮的内部结构,流道设计,流道布置等问题作了比较完整的分析,并通过实例进行具体分析、计算。对解决砂轮加工中,磨削热导致的磨削烧伤和磨削裂纹的问题,具有较高的实用价值。

高温钎焊立方氮化硼界面微结构

以Ag Cu Ti合金为钎料采用真空钎焊的方法在优化的钎焊温度和时间下 ,实现了立方氮化硼 (CBN)与砂轮基体的牢固连接。运用扫描电镜 (SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线粉末衍射仪 (XRD)对连接界面的微观组织以及CBN表面生成物的三维形貌、化学成分、物相结构进行了综合分析。结果表明 ,钎料中的元素Ti向CBN表面扩散富集 ,生成了针状TiB2 和TiN ,在磨粒与钎料界面形成化学冶金结合 ,这是CBN与Ag Cu Ti钎料间有良好浸润性和高结合强度的主要原因。

热管砂轮缓进给深切磨削钛合金试验

分析了热管砂轮在磨削过程中的强化换热原理并研制出可用于磨削加工的热管砂轮,实现了对热管砂轮的抽真空检漏、精确注液以及真空封尾。最后,开展了热管砂轮缓进给深切磨削TC4钛合金的试验研究。试验结果表明,热管砂轮能将磨削弧区积聚的热量通过砂轮内部热管的换热作用快速疏导出去,从而有效降低磨削温度,避免工件烧伤。

电镀CBN砂轮缓进给磨削高温合金叶片窄深槽的试验研究

介绍了ＣＢＮ 砂轮缓进给磨削高温合金的磨削性能及电镀ＣＢＮ砂轮的磨削特点；针对发动机涡轮叶片根部窄深槽的加工难题，研究了电镀ＣＢＮ砂轮的制作和修整方法。

K417合金缓进磨削烧伤表面形貌及形成机理

本文在严格控制的实验条件下,建立了磨削弧区温度同试件表面烧伤色之间的对应关系;并以扫描电镜(SEM)、电子探针(EPA)等较为先进的测试仪器为手段详细研究了K417镍基铸造高温合金缓进磨削中表面为正常、淡黄、黄褐、紫褐以及紫黑等深浅不同的色斑时诸试件表面形貌特征和对应的砂轮表面形貌特征,揭示了K417材料缓磨中表面形貌的变化特征及其形成机理。测试结果表明,K417材料缓磨表面出现烧伤色斑时,磨粒与试件材料之间存在粘结现象;试件表面出现粘结滞留的涂覆物。随表面烧伤色层次的加深,磨粒与试件材料之间的粘结越普遍、越严重,试件表面涂覆程度亦越强烈。当出现紫黑色斑时,表面还伴有微裂纹出现。

一种电解电火花机械磨削复合加工中砂轮的在线修整及设计

针对耐热合金韧性、塑性大,黏附性强和磨削效率低的特点,提出一种电解、电火花机械磨削复合加工方法。针对实验研究所需的特珠工作电极—开槽CBN砂轮,论述其在线修整的原理及其优越性。

延塑性航空合金磨削砂轮粘附及粘附抑制技术的研究现状与展望

磨削是实现高性能、高精度零件加工的重要手段,但砂轮粘附现象严重制约了磨削技术在延塑性航空合金零件精密制造过程中的应用。对这一领域的最新研究进展进行综述,回顾了粘着磨损和砂轮粘附形成机理,分析了影响砂轮粘附的因素以及砂轮粘附对磨削力、磨削温度和磨削加工后工件表面质量的影响;介绍了砂轮粘附建模的国内外研究现状,同时深入分析这些模型应用的局限性;综述了砂轮粘附抑制技术研究的最新进展,涉及磨削参数选取、改善磨削区冷却和润滑条件、砂轮结构设计、在线清理、在线修整、电化学磨削等方法;从工程应用的角度对砂轮粘附问题未来的研究方向进行了展望。

石墨软涂层自润滑单层钎焊CBN砂轮干式磨削钛合金实验研究

钛合金在磨削加工时容易产生烧伤现象,影响工件表面质量,因而传统的磨削加工大量采用磨削液浇注法降低磨削温度,但是磨削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大的危害,而且增加了磨削液排放回收的成本。基于"用固体润滑剂替代磨削液"的思想,制备了石墨软涂层自润滑单层钎焊立方氮化硼(CBN)砂轮,并进行了干式磨削钛合金实验。实验结果表明:自润滑砂轮的涂层中石墨质量分数最佳值为20%,此时干式磨削钛合金的工件表面温度最低;另外,与无自润滑剂砂轮相比,磨削温度均较低,不超过440℃。

多孔金属结合剂CBN砂轮的研制及其高效磨削加工钛合金研究

通过添加造孔剂碳酸氢钠颗粒至超硬磨料砂轮工作层,制备兼具高锋利度、大容屑空间、长寿命的新型CBN砂轮,旨在解决钛合金材料高效磨削过程中,加工效率低、工件表面易烧伤、砂轮磨损严重等问题。通过开展钛合金干式磨削试验,对比分析绿色碳化硅砂轮和新型多孔CBN砂轮在不同磨削用量条件下的材料去除率、磨削温度、砂轮及工件表面形貌。研究结果表明:结合金属结合剂对CBN磨粒浸润效果和节块弯曲强度方面分析,砂轮中石墨质量分数优化为10%。相同磨削用量条件下,多孔CBN砂轮最高磨削温度为250℃,是碳化硅砂轮的41.6%。此外,多孔CBN砂轮的材料去除率和磨削比分别为碳化硅砂轮的4倍和2倍,且表面粗糙度更低。因此,采用新型多孔CBN砂轮磨削钛合金,能够达到提升磨削加工效率,改善磨削加工表面质量,增大砂轮使用寿命的目的。

TC4钛合金高效磨削加工用环形热管砂轮的研制

针对航空航天高强韧性难加工材料TC4钛合金在磨削加工中存在磨削温度高而导致工件表面烧伤的问题,提出利用热管换热技术冷却磨削弧区的新方法。分析了环形热管砂轮在加工中对磨削弧区的强化换热原理,并设计制作出能够用于磨削加工的环形热管砂轮,同时实现了对砂轮基体内环形管腔的密封、抽真空、精确注液与机械式真空封口。最后,在相同磨削工艺条件下,使用环形热管砂轮和无热管砂轮进行TC4钛合金缓进给深切磨削对比试验,验证了环形热管砂轮对磨削弧区温度的控制效果。试验结果表明:设计制作的环形热管砂轮在TC4钛合金高效磨削过程中可以有效降低磨削温度,避免工件表面出现烧伤。