微电子材料CMP加工中去除率与速度的关系

通过研究微电子材料化学机械平坦化(CMP)加工过程中磨料颗粒在晶片加工表面的运动规律,得到磨料颗粒在晶片表面的运动轨迹方程.当晶片和垫板的转动角速度相同时,得出材料去除率(MMR)与垫板和晶片相对速度成正比的结论.给出了磨料颗粒在晶片加工表面形成的刮痕迹线实例.其结果对于正确理解微电子材料CMP加工中的材料去除机理具有实际意义.     

我国智能钻削机床发展概况

正在维基百科中,对于机床(Machine Tool)的定义是:"将固体材料,经由一动力源推动,以物理的、化学的或其他方法作成形加工的机械。从狭义的角度是指加工材料以金属工件为主的工具机。加工方式则以切削或轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度,按照其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类"。钻削机床(Driling Machine)简称钻床,通常是指在加工过程中工件保持不动,刀具或钻头对工件作     

光学玻璃旋转超声端面铣削表面特性

为了提高光学玻璃元器件的整体加工效率,提出了将旋转超声端面铣削(RUFM)工艺方法应用于光学玻璃的平面加工。通过分析RUFM金刚石磨粒运动学、动力学特性,结合脆性材料压痕断裂力学理论及材料去除特性,建立了脆性材料RUFM去除模型。在此基础上,开展了RUFM和普通加工光学玻璃的对比试验。扫描电子显微镜(SEM)观察两种加工方式的表面形貌显示:RUFM以较小且均匀的贝壳状碎屑完成材料去除,具有较小的径向裂纹和侧向裂纹尺寸。亚表面损伤磁流变抛光斑点检测的结果表明:与普通加工相比,RUFM可以有效降低光学玻璃加工亚表面损伤深度。理论和试验研究表明,RUFM工艺方法是光学玻璃等脆性材料的有效加工方法。     

高液压下压缩加工的摩擦和润滑

一、绪言在塑性加工中使用液体作润滑剂时的润滑机理,受到被加工材料的材质、初始表面状态、变形特征、润滑油性质、供油方式和加工条件等因素的影响。液体润滑是通过被封闭在工具和被加工材料之间的润滑油来实现的。加工初期,被封闭润滑油的量因加工材料的力学性质以及初始表面状态、润滑油的特性(尤其是精度)及其供油方式和加工速度的不同而异。加工初期处于工具和材料之间的润滑油在加工到一定程度之前随加工程度而向外流出。由各种条     

基于L-M算法的BP神经网络预测短电弧加工表面质量模型

短电弧铣削加工技术属于特种加工行业中电加工的技术范畴,尤其适用于特硬、超强、高韧性等难加工材料的高效加工。但工件加工表面的技术特性(表面变质层、硬度、残余应力、表面层缺陷等)还有待于深入研究。为获得短电弧铣削加工良好的工艺效果,引入传统BP算法和Levenberg-Marquardt(简称L-M)算法,构建短电弧铣削加工表面质量模型。通过分析表面质量的影响因素,选取放电电压、频率、气压、脉冲时间为模型的输入,表面粗糙度、变质层厚度、工件材料去除率为输出,比较两种模型的预测精度。结果表明,基于L-M算法的BP神经网络对表面粗糙度、变质层厚度、材料去除率的平均预测误差分别为2.9%、9.4%、4.6%,低于传统的BP神经网络。相比传统的BP神经网络,改进的LM-BP神经网络模型提高了预测精度,实际工程中可用于优化工艺参数。     

添加氮化钛钇稳定氧化锆导电性能

为了使氧化锆在刀、模具零件的应用上更加广泛,需提高其放电加工特性。在钇稳定氧化锆(YSZ)中添加不同配比的导电氮化钛(TiN)粉末制成复合材料。对烧结坯测试电阻率、借助 SEM 观察微结构,进行电火花加工实验：以电压、电流及脉冲时间等作为控制参数,测试放电加工材料去除率与表面粗糙度等特性。结果表明：添加 TiN 在 ZrO2基体内形成导电的网状组织,添加量达到30 wt%,电阻率降低至3.86×10-3Ω·cm 时,满足电火花加工导电性要求。相同加工条件下,与 WC/Co 比较,3YSZ/TiN 去除率更大,表面粗糙度也相对较大。电流对材料去除率影响较大,随着电流脉冲宽度增大,材料去除率增加,表面粗糙度下降。     

PCBN刀具主偏角对铝合金材料表面的影响

用PCBN(polycrystalline cubic boron nitride)刀具以90°刀尖角车削7050-T7451铝合金圆棒,探讨了刀具主偏角对铝合金材料表面完整性、表层微观晶粒组织和残余应力的影响.实验结果表明:以60°主偏角加工时,铝合金材料表面的微观形貌最好,硬度值最大,且表面晶粒组织致密,颗粒大小均匀;当主偏角过大时,铝合金材料表面的塑性变形大,易出现大面积的撕裂现象,而主偏角过小,则易引起刀具振动,使积屑瘤脱落,铝合金材料表面易形成"鳞刺";主偏角为75°,85°时,后刀面与已加工试件表面间的摩擦加剧,表面散热条件变差,有轻微退火软化现象,导致铝合金材料表面硬度略有减小;随主偏角增大,已加工铝合金材料表面压应力减小,且减小趋势增大.     

液体磨料喷射加工的实验研究

喷射加工的方式,大体上有三种类型:干法喷射加工;液体喷射加工;液体磨料喷射加工。干法喷射加工是用压缩空气或离心力,将磨粒投射到被加工表面上,靠磨粒的冲击对零件表面进行加工,如喷砂、喷丸等;液体喷射加工是由高速飞行体雨蚀 (Rainerosion)现象的启发,而产生的,它是将直径0.1毫米左右的液体流(主要是水流),以每秒数百米的速度喷射到被加工表面上,进行打孔或切割,目前主要用在橡胶、木     

混粉电火花加工TaW合金材料表面性能的研究

该文探讨了高强度、熔点约为3 000℃的TaW合金材料进行混粉电火花加工表面性能.通过对同一种材料采用常规电火花(前者)与混粉电火花(后者)加工φ50 mm的圆面积进行实验对比,前者加工表面粗糙度值为0.542μm,后者可达0.174μm,仅是前者的32%;用MTS纳米压痕仪进行表面压缩弹性模量测试,前者约为280 Gpa,后者约为410 Gpa,是前者1.46倍;用CJS111A型摩擦磨损实验机进行表面耐磨性能测试,用扫描电镜对磨损表面微细形貌进行观察并分析,加工表面越耐磨则实验机的对磨球磨损率越大,2种加工表面对磨球磨损率是:前者为2.4×10-3mm3/m,而后者为1.4×10-4 mm3/m,是前者的5.8倍.研究结果表明:混粉电火花加工比常规电火花加工更能改善零件表面粗糙度、硬度、弹性模量、耐磨等性能,在特种材料的加工领域具有广阔的应用前景.     

7075-T6铝合金单向超声振动车削表面质量及形貌特征

对7075-T6铝合金试件采用普通切削(CT)和振动切削(UVC)加工方法进行了加工实验,分析了2种切削加工方法在不同参数下对铝合金试件加工表面粗糙度的影响.试验研究结果表明:在相同的进给量和切削深度情况下,随着车削速度的变化,普通切削获得的加工表面粗糙度先减小后增大再减小,但随着转速的增大进入高速切削后,工件表面粗糙度值逐渐趋于稳定;随着进给量的增加超声振动硬车削与普通硬切削加工表面粗糙度都呈上升趋势,超声振动切削表面粗糙度较小;在切削速度、进给量相同的条件下,普通硬质切削7075铝合金加工表面粗糙度随着切削深度的增加而增加,而超声振动切削7075铝合金加工表面粗糙度随着切削深度的增加先减小后增加.通过对获得实验数据的分析以及对车削加工获得的加工表面显微形貌的观测,证实了超声振动加工在难加工材料加工中的优势.     

超高速磨削技术在机械制造领域中的应用

概述了超高速磨削加工的起源、发展历程和现状·总结了超高速磨削的优越性和若干特点·介绍了高效深磨、超高速精密磨削、难磨材料的超高速磨削在机械制造领域的应用和超高速磨削的绿色加工特性·高速和超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工质量的先进加工技术·超高速磨削能越过磨削"热沟",减少传入工件的磨削热,从而避免或减少工件表面磨削"烧伤",产生残余压应力的加工表面·超高速磨削可以对硬脆材料实现延性域磨削加工,对高塑性、高强度等难加工材料也有良好的磨削性能·     

表面超声滚压加工对配气机构凸轮轴材料滚动接触疲劳性能的影响

为提高某型号发动机配气机构中凸轮材料C53钢的滚动接触疲劳性能,对材料表面进行不同静压力(分别为400,600,800和1 000 N)的表面超声滚压加工(SURP),并分别对加工前后材料的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、表面残余压应力及接触疲劳等性能进行对比研究。研究结果表明:与未加工试样相比,经过SURP的试样其以上各性能都明显提升,其中,当静压力为600 N时,对材料各性能增强作用效果最好,包括使其表面质量最高,显微硬度(HV_(0.2))可由583.4(未加工)提升至661.1(SURP),表层残余压应力从-327.8 MPa(未加工)提高到-1 437.6 MPa(SURP),并具有最长的滚动接触疲劳寿命;额定寿命(L_(10))、中值寿命(L_(50))、特征寿命(L_(63.2))分别为6.419×10~6,8.535×10和9.250×10~6转,分别为未加工试样相对应寿命的7.4,4.8和4.2倍。由此可知,SURP静压力为600 N对该种凸轮轴材料的疲劳性能提升作用最显著。     

高电阻电极对微细电火花放电加工影响的研究

微细电火花放电加工过程中,由于单位脉冲放电的材料去除率(放电凹坑直径)决定了最小加工尺寸以及微细电火花加工的加工表面粗糙度,所以减少单位脉冲放电的材料去除率具有重要作用。为达到此目的,采用具有高电阻材料如单晶硅作为工具电极。分析结果显示,随着工具电极电阻提高,放电电流峰值逐渐降低,脉冲放电时间增加,放电能量减小。另外,研究并测试了硅电极加工不锈钢工件时电阻值对工件表面放电凹坑直径的影响。实验结果表明当硅工具电极电阻值提高时,放电凹坑直径逐渐降低;并达到最小值0.5μm;同时降低了工件表面粗糙度值0.03μm;提高了表面加工质量。     

钛合金TC4电火花线切割加工实验研究

电火花线切割是一种非接触式特种加工技术,在生产中广泛应用.本文对航空航天中常见材料钛合金(TC4)进行研究,对电火花线切割加工中的主要电参数(电流、脉冲宽度、占空比)对工件的加工效率及表面质量的影响进行实验,研究表明:工件表面粗糙度与加工的电流成正比,适当增加脉冲宽度、占空比参数可明显提高加工效率和工件表面质量.     

聚晶金刚石的电火花磨削加工

为探讨在普通电参数下,电火花磨削人造聚晶金刚石(PCD)的加工性能,研究了电极轮转速、开路电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔对材料去除率、电极损耗以及加工表面粗糙度的影响.结果表明,采用电火花磨削方法,在较小的开路电压和峰值电流下,PCD的加工是可行的.使用电火花磨削方法在材料去除率和表面粗糙度方面要优于普通电火花加工.各个加工参数对加工表面粗糙度的影响不大,而与金刚石颗粒的粒度有关.加工时应选用大的开路电压,而峰值电流不宜取得过大,一般说来,不应超过32 A.脉冲宽度与脉冲间隔之间存在一个最优比例关系,在合理的脉冲宽度与脉冲间隔比例基础上,加大脉冲宽度可以提高加工性能.     

常见粗糙度缺陷原因分析与排除

正零件的各个加工表面,不管加工多么光滑,放在放大镜(或显微镜)下面观察,都可以看到峰谷高低不平的情况。因此,把已加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性称为表面粗糙度。表面粗糙度用来描述零件表面的微观几何形状误差,是零件已加工表面质量的重要技术指标。它不仅影响美观,而且对     

CAD/CAM的电化学微细加工技术

将CAD／CAM技术和电化学加工技术两者有机结合起来。研究金属零件或模具表面微细花纹、图案、文字(或商标)的三维电化学展成微细加工技术。得到较为满意的初步实验结果．该技术的进一步研究和实践。既可用于金属零件表面的微细槽加工和微细螺纹件加工,又适用其它复杂形状和结构的微加工和制造．     

纳秒激光制备钛表面纹理结构及其润湿性研究

激光加工技术可在材料表面形成多种纹理结构,为了研究激光加工所得不同纹理结构对材料润湿性的影响,通过纳秒激光加工技术在金属钛表面分别加工直线、网格和点阵的表面纹理结构。采用扫描电子显微镜、接触角测量仪、粗糙度分析仪和X射线光电子能谱分别对激光加工后的钛表面进行表面形貌、接触角、粗糙度与化学成分的表征与分析。结果表明:初经激光纹理加工后试样表面的粗糙度较激光加工前均显著提高,但此时3种纹理结构试样表面接触角均小于90°;随着时间的推移,被加工材料表面化学成分的改变带来了材料表面自由能的变化,进而使被加工表面接触角总体呈现上升趋势;待试样表面化学成分稳定后接触角也基本保持不变,并且对于每种纹理结构而言,其接触角随粗糙度的增加而升高。直线、网格和点阵纹理结构试样表面接触角最终可达157.2°,153.1°和134.6°,从而实现了钛表面润湿性由亲水性向疏水性的转变。     

Al2O3陶瓷的激光辅助磨削机理

针对氧化铝陶瓷难加工、加工表面质量差等问题,进行了激光辅助热磨削加工的研究.根据氧化铝陶瓷的热物理性能参数,分析了激光辅助磨削热加工机理,搭建激光辅助磨削加工实验系统,进行激光辅助磨削与常规磨削加工实验.采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦分析加工后的工件表面.结果表明:采用激光辅助磨削加工氧化铝陶瓷可改变材料的去除方式,使陶瓷的脆性去除变为塑性去除;与常规磨削加工相比,加工表面形貌脆性断裂减少,表面粗糙度值更低,表面质量更好,砂轮使用寿命延长.     

旋转超声加工对TiBw网状钛基复合材料表面残余应力的影响

为研究不同切削条件下旋转超声加工对材料表面残余应力的影响,选取硼化钛晶须(TiB whiskers, TiBw)网状钛基复合材料为实验对象,使用镍基电铸金刚石砂轮进行旋转超声加工,并分析了加工后材料的表面残余应力。结果表明：由于钛基复合材料具有网状结构和优异的高温性能,使切削热和微观相变产生的残余应力较小,磨粒机械作用产生的残余应力更大。随着超声振动的引入,磨粒高频冲击工件表面,使旋转超声加工工件表面残余应力均大于普通磨削。在主轴转速n=9 000 r/min,进给速度v_f=8 mm/min,加工深度a_p=25μm的加工参数下,旋转超声加工工件表面存在-540 MPa的残余压应力,随着主轴转速增大,残余应力显著减小,并且残余应力的影响层深度逐渐减小。超声振动的引入增大工件表面残余压应力,提高材料抗疲劳性能。