TiC系钢结硬质合金镜面微浮凸磨削机理的研究

采用传统的工艺方式加工ＴｉＣ系钢结硬质合金表面难度大,表面质量不理想．采用ＥＬＩＤ磨削技术,可以用ＣＢＮ微粉磨料的铸铁基砂轮对各类钢结硬质合金进行精密、超精密镜面磨削．文中对不同加工方式加工的ＴｉＣ系钢结硬质合金表面质量状态及ＴｉＣ颗粒微浮凸形成机理进行了研究．ＥＬＩＤ技术除了可以提高加工精度外,还可以提高表面质量以及工件的可靠性和材料的使用性能．     

GT35钢结硬质合金材料镜面加工的试验研究

钢结硬质合金是一种组织结构特殊的难加工材料，难以获得超精和镜面加工表面质量。本文用三种方法对ＴＧ３５进行镜面加工试验研究，取得良好效果。传统研磨工艺宜采用高刚性研磨工具和金刚石研磨粉，以减轻对基体材料软硬组织的选择去除现象；以高刚度精密度床及专用装置的基础的ＥＬＩＤ磨削方法可获得良好的加工表面；固体磨料研磨方法以春无序研磨轨迹，在微量去除时可有效获得极低的表面粗糙度。     

几种工程陶瓷的延性域磨削

在几种磨削条件下,采用不同粒度金刚石石砂轮对工程陶瓷材料进行了延性域磨削,着重研究了磨粒尺寸和各磨削参数对陶瓷材料磨削过程中脆性／延性转换的和各磨削转换的影响,并用微粉金刚石砂轮（Ｗ２．５）进行ＺｒＯ２、Ｓｉａｌｏｎ和Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的超精密磨削,获得表面粗糙度Ｒａ３,４,８ｎｍ的超光滑镜面最后采用ＳＴＭ对上述精密镜面的形貌和细节进行了观测,为解释延性域磨削的表面形成机理提出了依据。     

电解修整精密镜面磨削工件表面形态及切屑形成理论解析

研究了硬脆材料与电解修整磨削（ＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃＩｎＰｒｏｃｅｓＧｒｉｎｄｉｎｇ,ＥＬＩＤ）超精密镜面磨削过程中的诸多现象,特别是对工件表面微观形态进行了研究,研究结果表明超精密镜面的微刃磨削在工件表面形成的磨痕不同于普通磨削,即工件表面材料是经过微细磨料的数次碾压、剪切、位错、滑移造成表面材料质量团累积塑性损伤,脱离材料表面层而形成切屑的．建立了微细切屑的塑性损伤形成力学模型,并进行了解析,结论适用于硬脆材料的韧性（Ｄｕｃｔｉｌｅ）超精密磨削条件及研磨、抛光工艺过程．     

氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺试验研究

在采用封闭式阴极装置实现高速ELID磨削的基础上,对氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺机理进行了研究.通过与非ELID高速磨削工艺的对比,揭示了氮化硅陶瓷ELID高速磨削的工艺机理,并给出了其表面粗糙度、磨削力与工艺参数之间的变化规律.这些规律表明:ELID高速磨削工艺能大大地减小氮化硅陶瓷的表面粗糙度值及磨削力,获得较好的表面质量.此外,砂轮线速度和磨削深度对其表面粗糙度值没有显著影响,且变化没有明显规律;而工件速度对表面粗糙度值存在一定的影响,表面粗糙度值随着工件进给速度的提高而增加,即表面加工质量有下降的趋势;ELID高速磨削工艺中的各类磨削参数均对氮化硅陶瓷的磨削力产生重大影响:磨削深度增加或工件速度的加快,都使磨削力变大;砂轮线速度的增加则导致磨削力下降.     

表面状态对核级316LN不锈钢电化学腐蚀行为的影响

表征了打磨态和机械抛光态316LN不锈钢表面的粗糙度、表面残余应变和表面电子功函数的分布,并研究了打磨态和机械抛光态样品在硼酸盐溶液中电化学腐蚀行为的差异.与机械抛光态316LN不锈钢相比,打磨处理后样品表面较为粗糙,且表面的微观残余应变较大,近表面产生约50 μm的加工硬化层.表面粗糙度和微观应变的增加引起打磨态表面电化学活性的增大,从而促进316LN不锈钢在硼酸盐溶液中腐蚀.机械抛光处理降低了表面钝化膜的载流子密度(供体和受体),并增大了钝化膜的阻抗,提高了钝化膜的致密性和保护性,能够有效抑制金属的进一步腐蚀.     

小口径非球面光学模具斜轴磨削加工试验研究

小口径非球面光学模具采用超精密斜轴磨削加工避免传统直交磨削法中砂轮轴与工件发生干涉的问题.选用碳化钨和不锈钢材料作为工件,采用斜轴磨削法,对小口径非球面光学模具磨削加工进行试验研究.结果表明:碳化钨模具获得的表面粗糙度和面形精度分别为R_a1 nm和PV 182 nm,不锈钢模具获得的表面粗糙度和面形精度分别为R_a4 nm和PV 304 nm,说明碳化钨模具的磨削效果明显优于不锈钢模具,且磨削后表面质量随工件转速、砂轮转速及砂轮粒度增加而变好,随磨削深度及进给深度增加而变差.     

氮化硅材料的ELID精密磨削试验研究

ELID（Electrolytic In-process Dressing）磨削技术是在电化学加工、电解磨削原理基础上发展起来的一项磨削新技术,是一种新型的在线连续修整磨削的方法.ELID磨削特别适合利用金属基金刚石微粉砂轮对脆硬难加工材料进行超精密镜面磨削加工.本文通过对三块热压氮化硅工件的ELID磨削试验,基于LABVIEW数采系统进行实时监测和分析处理数据,利用砂轮和阴极的极间电流表征钝化膜状态,获得了在不同平衡电流条件下的ELID磨削效果.试验结果表明：在一定范围内,ELID磨削的钝化膜的厚度越大、致密性越好,磨削质量就越高.     

不锈钢材料预应力磨削表面耐蚀性能数值模拟

为探究预应力磨削后表面腐蚀演变机理及磨削参数对不锈钢耐蚀性的影响,以304不锈钢为研究对象,建立了考虑预应力磨削表面形貌特征的不锈钢耐蚀性能数值模型.首先,推导了粗糙表面腐蚀场演变的相场方程.其次,建立了预应力磨削后工件表面形貌模型.最后,搭建了具有非高斯分布磨粒特征的自相关砂轮表面地貌模型,应用所建模型探究了不锈钢材料预应力磨削表面的耐蚀性能.与已有研究结果相对比,所得结论符合一般性规律,验证了所提方法的合理性.结果表明,预应力磨削表面在腐蚀环境中具有“抛光效应”,随着腐蚀时间延长,表面耐蚀性增强;在使用冷却液的工况下,适当增大预应力和砂轮线速度、减小进给速度有利于改善磨削后不锈钢材料加工表面的耐蚀性能;当预应力给定时,仍可通过优化砂轮线速度和进给速度的办法来进一步改善不锈钢工件的耐蚀性能.     

碳化硅空间用反射镜坯体残余应力的研究

采用反应烧结工艺制备了碳化硅空间用反射镜坯体.通过X射线衍射方法,测定了碳化硅空间用反射镜坯体的残余应力.结果表明,反射镜坯体镜面存在较大的残余应力,测量值具有一定的随机性,测量误差与测量值具有一定的相关性.采用有限单元法计算了反射镜坯体的热残余应力,通过对比验证了测试结果可靠性.     

ELID超精密镜面磨削砂轮磨损规律的研究

分析了在线电解修整（ＥＬＩＤ）超精密镜面磨削中砂轮的磨损规律，给出了砂轮径向磨损速率和体积磨损速率的估算公式，并进行了实验验证。     

细粒度金刚石砂轮表面磨粒识别研究

准确地评价砂轮表面形貌对磨削机理研究、磨削过程优化、磨削过程的建模与仿真等具有重要意义,而准确的磨粒识别是砂轮形貌测量和评价的关键. 对超精密磨削所用细粒度金刚石砂轮磨粒粒径的分布特点和砂轮表面上磨粒的轮廓波长进行了分析. 从采样间隔和取样面积的角度对金刚石砂轮表面三维形貌测量仪器的选择进行了探讨. 应用数字滤波消除砂轮表面三维数字信息中的高频分量,然后提取金刚石磨粒的几何特征,提出了依据磨粒轮廓频率特征、磨粒间距和磨粒曲率半径识别金刚石磨粒的方法. 采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪?3000金刚石砂轮表面形貌进行了测量,对砂轮表面中包含的金刚石磨粒进行了识别,实验结果证明所提出的磨粒识别方法合理有效.     

砂轮约束磨粒喷射加工表面自相关性及功率谱分析

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的的光整加工新工艺.试验在M7120磨床上完成,加工试样为Ra=0.2~0.6μm的#45钢,加工表面形貌和微观几何参数用SEM和TR200表面轮廓仪测量.应用随机过程中的相关性从自相关、功率谱密度函数两方面对磨削表面和光整加工表面进行了研究.分析结果表明,该加工方法明显提高了工件的表面质量,降低了工件的表面粗糙度并均化了波纹度.     

切削液影响滚动轴承钢GCr15磨削表面质量的研究

本文讨论了在外圆磨床上进行切入式磨削时,各种切削液对滚动轴承铜磨削表面质量的影响。分析了切削液在磨削加工中的作用机理,探讨了磨削区内最高温度及其热孕育时间对磨削表面质量的影响,从而提出了在磨削加工中采用合适的切削液是提高磨削表面质量的有效途径之一。     

高速工具钢W18Cr4V磨削烧伤的实验研究

磨削烧伤是影响已加工表面质量的重要因素。本文以经淬硬了的高速工具钢W18Cr4V为工件材料,研究了磨削用量对烧伤程度的影响,测试了烧伤层的显微硬度并分析了表面的烧伤色斑,通过实验,认清了磨削烧伤的一些变化规律,对生产实际应用具有一定的指导意义。     

6W-5Mo-4Cr-2V高速钢深冷处理微观组织结构的分析

借助SEM、TEM和X-射线衍射仪研究了深冷处理对6W-5Mo-4Cr-2V高速钢微观组织结构的影响。研究表明，深冷处理不仅可使残余奥氏体减少，而且可细化马氏体孪晶，促使析出纳米级碳化物，并附着在马氏体孪晶带上，深冷处理既能提高材料的硬度，也使材料的韧性略有增加。对磨损表面进行SEM观察发现，深冷试样的磨损形貌迥异于未深冷试样，说明它们的磨损机制不同。深冷处理使6W-5Mo-4Cr-2V高速钢耐磨性提高的主要原因是马氏体孪晶的细化和碳化物的析出。     

小切深磨削表面微结构损伤机理及影响

针对小切深磨削条件下工件表面微结构损伤,理论分析了磨削残余应力与磨削微裂纹之间的关系;运用有限元仿真分析法,获得不同磨削条件下45钢工件表面残余应力的数值及其分布云图,并分析不同磨削深度和冷却条件对其磨削残余应力的影响.最后基于不同的磨削条件,对45钢试件进行磨削试验,通过测量不同试件的表面残余应力,验证仿真结果的正确性;同时,通过观测不同磨削参数下的试件表面SEM图,研究不同磨削表面的微结构损伤.试验结果表明,采用适当的磨削参数和条件可以有效减少和避免磨削表面微结构损伤.     

SiC颗粒增强铝基复合材料磨削温度的研究

采用人工热电偶法,对SiC颗粒增强2024Al复合材料的磨削温度进行实验研究.测量了距离加工表面不同深度处的磨削温度,研究了加工参数对磨削温度的影响,并分析了加工温度对表面质量的影响.结果表明:磨削温度随着主轴转速、磨削深度、进给速度的增大而增大;加工中过高的磨削温度会造成加工表面上铝基体熔化和重铸,并引起已加工表面氧...     

EB-PVD制备ZrO2涂层的微观组织结构研究

采用电子束物理气相沉积法在不锈钢基体上制备了氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷涂层。利用XRD、XPS、SEM、AFM对涂层的相结构、化学成分、表面形貌进行了实验分析。结果表明,氧化锆涂层为四方相氧化锆,并不同程度存在织构现象。随着基体温度的升高,涂层中的晶粒尺寸在逐渐长大。涂层表面的小颗粒为柱状晶的上表面,涂层表面的粗糙度随着靶基距的升高而变小。涂层表面Zr-O结合态为Zr4+,而涂层内部存在少量的缺氧现象。     

定向凝固高温合金DZ4的磨削烧伤机理

为解决定向凝固高温合金ＤＺ４在磨削加工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、工件表面形貌、表面层残余应力分布、表面层显微硬度、表面层金相组织等变化规律进行了分析研究,揭示出该种新型高温合金材料磨削的烧伤机理,旨在为寻求优化的高效,高精度磨中工工艺提供理论及试验依据。