工艺参数对激光选区熔化316L零件电解质等离子抛光的影响

[目的]激光选区熔化技术(SLM)制备的316L不锈钢零件表面不易抛光。[方法]采用电解质等离子抛光技术对其进行抛光,研究了工艺参数对工件表面粗糙度(Ra)、微观形貌、元素含量、物相组成和耐蚀性的影响,并采用正交试验法进行工艺优化。[结果]各工艺参数对粗糙度的影响排序为:抛光电压>抛光时间>抛光液温度>下潜深度。最佳工艺参数为:抛光电压320 V,抛光时间300 s,抛光液温度80℃,下潜深度250 mm。抛光后的表面粗糙度可由2.1084μm降低至0.2127μm,表面Cr元素含量由初始的13.92%增大到17.28%,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低。[结论]电解质等离子抛光可有效改善SLM制备的316L零件的表面形貌,降低其表面粗糙度,提高其耐蚀性。

430/304不锈钢搅拌摩擦焊搭接接头的组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊技术,以1200 r/min的搅拌转速对1 mm厚的430和304不锈钢板进行焊接,研究焊接速度对搭接接头组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接速度增加,接头界面两侧Hook钩尺寸减小,过渡层厚度减小,界面由锯齿状逐步转变为平直状。所有试样均断裂于焊缝附近的430不锈钢母材上,焊接速度为50 mm/min焊接接头的剪切强度最大,搭接接头界面区的冶金反应起主导作用,机械连接起促进作用。

氧化剂含量对304不锈钢化学机械抛光的影响

为了探究氧化剂含量对304不锈钢化学机械抛光的影响及其作用机制,采用过氧化氢作为氧化剂,研究不同氧化剂质量分数下304不锈钢材料去除率及表面粗糙度值的变化规律,并基于接触角和电化学试验分析过氧化氢在抛光过程中的作用机制。结果表明:化学机械抛光过程中过氧化氢含量的增加有利于304不锈钢表面氧化膜的生成,从而有效提高304不锈钢的材料去除率及表面质量;但是过高的过氧化氢含量会导致304不锈钢表面氧化膜致密,使得化学作用与机械作用失衡从而造成304不锈钢表面质量下降;当过氧化氢质量分数为0.04%时,抛光后304不锈钢表面粗糙度值最低,仅有2.5 nm,材料去除率达到324.21 nm/min。

304不锈钢化学机械抛光工艺参数研究

为优化抛光效果、节省成本及提高效率,研究抛光压力、抛光液流量、抛光转速和抛光时间对304不锈钢材料去除率和表面粗糙度的影响。实验结果表明:在抛光压力为13.79kPa、抛光液流量为15mL/min、抛光时间为35min、抛光转速为60r/min的工艺条件下,304不锈钢去除速率达到226.56nm/min,表面粗糙度降至6nm,既节约了成本又保证了最好的表面粗糙度和较高的材料去除速率。

不锈钢电解—机械复合抛光新工艺的研究

在电解加工和机械研磨的基础上,把电解阳极溶解与合成纤维毛纺布上所粘结磨料的研磨有机地结合起来,试验了一种新的不锈钢电解机械复合抛光法,并总结出了较合理的工艺参数,不锈钢表面经短时间的抛光加工后,表面光洁度可接近镜面。

超薄不锈钢基板化学机械抛光运动机理分析

从运动学角度出发,根据超薄不锈钢基板与抛光垫化学机械抛光过程中的运动关系,通过分析磨粒在不锈钢基板表面的运动轨迹,揭示了抛光垫和不锈钢基板的转速和转向等参数对超薄不锈钢基板表面材料去除率和非均匀性的影响。分析结果表明:超薄不锈钢基板与抛光垫转速近似相等、转向相同时可获得最佳的材料去除率及材料去除非均匀性。研究结果为CMP机床设计、CMP运动参数的自动控制和进一步理解CMP的材料去除机理提供了技术和理论依据。

不锈钢超精抛光蜡的研制

目前,国产不锈钢超精抛光蜡不能满足市场需求,对其配方研制报道较少。为此,对不锈钢粗抛光后,采用超精抛光蜡进行精抛光,对其组分进行了筛选:以α型氧化铝粉为抛光磨料;以混合硬脂酸作抛光内脂;利用油酸的润滑作用降低不锈钢表面的抛光温度,利用三乙醇胺与有机酸的皂化反应生成物润滑和清洁不锈钢表面;利用松香和石油磺酸钡提高不锈钢表面的光泽度。获得的抛光蜡最佳组成:22.5 g硬脂酸4,.5 g油酸0,.5 g三乙醇胺0,.5 g石油磺酸钡,2.5 g水白氢化松香,69.5 g氧化铝粉。经该超精抛光蜡抛光后不锈钢表面光泽度可达690.6。不锈钢超精抛光蜡的抛光机理:硬脂酸在铁表面产生化学吸附形成单分子层硬脂酸铁皂膜,该润滑膜在金属表面附着力大,使边界润滑能力大为提高,从而消除了氧化铝粉体磨削过程中可能带来的微细划痕。

用碱性抛光液化学机械抛光304不锈钢片研究

为提高化学机械抛光的加工效果,我们研究了pH值、氧化剂种类和氧化剂含量对材料去除率和表面粗糙度的影响。结果表明:不同氧化剂的抛光液在各自的最佳pH值时达到最大的材料去除率,分别为181nm/min(H_2O_2抛光液,pH=9),177nm/min(Cr_2O_3抛光液,pH=11),172nm/min(Na2Cr_2O_7抛光液,pH=11)和147nm/min(NaClO抛光液,pH=13);抛光液中氧化剂含量、pH值对抛光后不锈钢的表面粗糙度影响较小。其中,材料去除率较高的H_2O_2和Cr_2O_3可作为304不锈钢化学机械抛光碱性抛光液的氧化剂。

基于化学机械抛光过程的超薄不锈钢基板表面特性分析

研究超薄不锈钢基板表面特性有利于了解和分析超薄不锈钢化学机械抛光(CMP)的接触机制及材料去除机制。使用SEM、OLS4000激光共聚焦显微镜、Mahr Surf XR20表面轮廓仪等仪器研究SUS304超薄不锈钢基板的组织结构与表面形貌、表面粗糙度、表面缺陷、力学性能等。测量和计算结果表明:SUS304超薄不锈钢表面缺陷一般为凹陷、折皱、锈蚀、划痕、结巴和麻点等,其厚度误差仅为0.4%,实际密度小于理论密度,其原始表面几何粗糙度为28.5 nm,原始表面均方根粗糙度为62.18 nm,原始表面轮廓偏离平均线的算术平均值为38.55μm。

不锈钢表面的电化学机械复合抛光

不锈钢板在生产和装饰材料中得到越来越多的应用,其表面粗糙度对产品质量有着重要影响。研究了不锈钢板的高效电化学机械抛光,介绍了一台由立式铣床改装的电化学机械复合抛光装置,讨论加工电压、磨轮压力与加工效率的关系以及加工电压对表面粗糙度的影响。研究结果表明,电化学机械复合加工可以得到更高的加工效率和更好的加工质量。

电解质等离子抛光对不锈钢表面状态的影响

采用激光共聚焦扫描显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、螺旋测微仪和维氏硬度计研究了电解质等离子抛光技术对不锈钢零件形状、表面粗糙度、微观形貌、元素成分及显微硬度的影响。结果表明,电解质等离子抛光技术能够以稳定的去除速率打磨零件,显著降低其表面粗糙度,获得均匀一致且无明显缺陷的表面。

不锈钢抛光表面缺陷分析研究

在实验室完成不锈钢表面机械抛光实验,通过扫描电镜观察分析表明,影响抛光缺陷的主要因素分三大类:基体硬质夹杂物、原始表面质量以及抛光工艺中的机械划伤。针对各种缺陷的产生原因,提出了相应的改进措施:通过对炼钢工艺进行夹杂物塑性化控制,减少硬质夹杂物的数量,以及通过调整后续轧制工艺,可避免表面凹坑,提高表面质量,从而较少表面抛光缺陷的产生。

不锈钢CMP抛光液的研制

简单介绍了不锈钢材料表面的几种加工工艺的优缺点,介绍了化学机械抛光(CMP)工艺的机理。介绍了抛光液的各成分及其作用机理,同时列举了一些常用的药品种类。针对不锈钢材料,通过理论分析或者实验对比,合理选择各个成分的药品种类,确定了二氧化硅、柠檬酸、过氧化氢、烷基酚聚氧乙烯醚和苯并三氮唑作为抛光液的主要成分。通过正交实验的方法确定了每个成分的最佳含量。最后采用优化后的CMP抛光液进行不锈钢的CMP实验,并对比不锈钢抛光前后表面质量验证抛光液的有效性。

304不锈钢的微弧等离子体放电抛光机理与试验研究

针对目前用于抛光不锈钢的方法普遍存在抛光质量差、抛光效率低以及环境污染严重的问题,本文以304不锈钢为加工对象,将电化学加工与放电加工相结合,提出了微弧等离子体放电抛光方法。基于电化学理论和流注理论对微弧等离子体放电抛光机理进行了研究。通过设计正交试验并采用田口分析法和方差分析法对试验结果进行了分析,找到了关于材料去除率和表面粗糙度的优化参数组合并进行了试验验证。结果表明,电源电压、抛光时间和电解液温度对材料去除率具有显著影响,抛光时间和电源电压对表面粗糙度具有显著影响。微弧等离子体放电抛光304不锈钢的材料去除率最大可以达到11.73μm/min,表面粗糙度最小可以达到29.1 nm。

抛光不锈钢管内壁的工艺试验研究

总结不锈钢管内壁抛光的研究成果,本文所进行的离心振动抛光动力学分析及所得实验数据,可供不锈钢管内壁抛光研究工作参考。

不锈钢基板化学机械抛光过程温度研究

鉴于不锈钢化学机械抛光的复杂环境,研究了其抛光过程中温度的变化规律。设计并搭建了过程温度在线检测系统,检测并研究了不同工艺参数与温度之间的关系。实验结果表明:抛光温度随着抛光压力和抛光垫转速的增大而增大,随着抛光液流量的增大而减小。不锈钢基板边缘点抛光温度高于中心点抛光温度,聚氨酯材料比合成革和磨砂革材料的温升更大。当抛光垫加沟槽时,温升将明显下降,且径向型与周向型沟槽温度变化相差不大,网格型沟槽温差变化最小。抛光垫沟槽间距增大,温升增大;沟槽宽度对温升影响较小。

SUS304不锈钢超薄片脉冲激光焊接工艺及接头的显微组织和力学性能

在不同激光功率(140～420 W)和焊接速度(10～30 mm·s^(-1))(即不同热输入)下对SUS304不锈钢超薄片(厚度0.2mm)进行脉冲激光搭接焊,研究了热输入对焊缝成形的影响,并分析了最优成形接头的显微组织和力学性能。结果表明:当热输入在9～20J·mm^(-1)时可获得成形良好的焊缝,其中在激光功率320 W、焊接速度20mm·s^(-1)(热输入16J·mm^(-1))条件下的成形性能最优;最优成形接头焊缝中心为等轴晶组织,熔合线处为细小柱状晶组织,近熔合线的焊缝中形成了胞状树枝晶;最优成形接头熔合线处的硬度最高,其次为焊缝区;不同激光功率和焊接速度所得接头均在热影响区发生断裂,最优成形接头的抗拉强度最高,达到790.1MPa,接近于母材的,其拉伸断裂方式为韧性断裂。

化学机械抛光超薄SUS304不锈钢抛光液研究

柔性显示已成为下一代显示技术的研究热点,不锈钢材料是柔性大尺寸显示器衬底的主要材料之一。为优化不锈钢表面的超光滑无损伤加工,采用化学机械抛光(CMP)技术,通过正交试验,研究磨料粒度尺寸、分散剂、氧化剂、磨料质量、缓蚀剂用量等因素对抛光后材料去除率和表面粗糙度的影响。试验结果表明:磨料粒度尺寸对表面粗糙度的影响最大,其次为双氧水、丙三醇、草酸、磨料质量;影响材料去除率的因素排列是磨料粒度尺寸、磨料含量、丙三醇含量、草酸含量、双氧水含量。

化学机械抛光304不锈钢用抛光液成分研究

由于304不锈钢的优良特性,未来其将成为柔性显示器衬底的主要材料之一。为提高304不锈钢化学机械抛光的速率和质量,研究不同氧化剂在不同质量浓度或体积浓度及不同pH值下,对材料去除率和表面粗糙度的影响。结果表明:氧化剂Fe_2O_3、H_2O_2、FeCl_3都在pH=2时抛光效果最佳,氧化剂KMnO_4在pH=10时抛光效果达到最佳。在最佳的pH值下进行抛光,H_2O_2的体积浓度为10 mL/L时,表面粗糙度R_a最好,为4nm;在FeCl_3质量浓度为4.0g/L时,材料去除率最高,为209nm/min。

304不锈钢绿色化学机械抛光

目的采用对环境友好的抛光工艺来改善304不锈钢表面抛光质量。方法基于化学机械抛光(CMP)工艺,采用主要成分为氧化铝(Al_(2)O_(3))磨料、L-苹果酸、过氧化氢(H_(2)O_(2))、乳化剂OP-10、甘氨酸的绿色环保抛光液,设计并试验了pH值,H_(2)O_(2)、乳化剂OP-10、甘氨酸质量分数的4因素4水平CMP正交试验。采用极差法分析了4个因素对表面粗糙度和材料去除率的影响。采用电化学工作站,通过动电位极化曲线法,分析304不锈钢在不同抛光液环境下的静态腐蚀特性。通过X射线光电子能谱(XPS),分析304不锈钢在不同抛光液环境下的表面元素和化学组分变化。结果开发了一种不含任何强酸、强碱等危化物品的新型环保化学机械抛光液。通过绿色CMP加工,在70μm×50μm范围内将304不锈钢平均表面粗糙度从CMP前的7.972 nm降至0.543 nm。与之前报道的304不锈钢抛光相比,绿色CMP抛光后的表面粗糙度最低。通过正交试验,得到了绿色CMP加工的最优抛光液参数:pH=3,0.3%H_(2)O_(2),0.3%乳化剂OP-10,1.5%甘氨酸。结论L-苹果酸与甘氨酸之间相互促进,使抛光液的腐蚀性增强;而H_(2)O_(2)的作用则相反,可使抛光液的氧化性增强,减缓抛光液对304不锈钢表面的腐蚀。