氮化硅陶瓷滚子磁流变与超声波复合抛光技术

根据氮化硅陶瓷材料的特点,研究了磁流变与超声振动对陶瓷滚子的抛光工艺。研制了适用于该工艺的磁流变液;在不同的试验参数下进行了工艺试验;分析了材料的去除机理。试验结果表明:金刚石微粉的抛光效果最好;金刚石微粉磁流变超声复合抛光陶瓷滚子1h的表面粗糙度Ra约为0.025μm;超声振动对陶瓷滚子抛光的材料去除率和表面质量有提高作用;材料去除过程主要是机械剪切力作用。     

金刚石套钻钻削工程陶瓷的轴向切削力研究

本文以工程陶瓷为研究对象,采用正交试验,应用多元回归分析,建立了金刚石套钻钻削加工工程陶瓷时轴向切削力的经验公式,分析并验证了该公式的精确度。该公式为采用金刚石套钻加工工程陶瓷时工艺参数和刀具参数的选择提供了理论依据．对加工机床的选择或研制专用机床具有实际指导意义。     

工程陶瓷磨削特性试验

对四种典型工程陶瓷材料的磨削特性进行了试验研究，得出了磨削力、磨削比及比磨削能的变化规律，确定了工程陶瓷磨削特性的评价参数。研究结果对工程陶瓷的加工应用具有指导作用。     

工程陶瓷磨屑形成机理及磨削模型

从单颗金刚石磨料磨削工程陶瓷材料的试验入手,用扫描电镜观察陶瓷磨痕形貌,对陶瓷磨屑形成过程的表面裂纹、塑性变形及重结晶机制进行分析。提出工程陶瓷的磨削模型可划分为3个变形区:脆性崩碎区,非弹性变形区和残留破坏区。磨削过程为3个阶段:弹性变形及有限非弹性变形阶段、裂纹生长及扩展阶段和切屑形成阶段。     

国产珩磨机技术改造的新途径：超声波振动珩磨

随着机动车辆的日益增加,对缸体或缸套的珩磨质量提出了更高的要求,目前国内大中型企业多数是引进国外生产线及珩磨机来提高其珩磨质量,对于有些中小企业无力购买昂贵的国外珩磨设备,普遍存在着在国产珩磨机上用碳化硅等普通油石珩磨效率低、精度不稳定等问题,达不到技术要求。如用金刚石、立方氮化阴等超硬磨料油石,又很难解决油石堵塞及划缸现象。采用超声波振动珩磨能很好地解决这些问题,它与普通仅磨相比具有珩磨力小、珩磨温度低、精度高、表面质量高及油石磨损小、效益高等特点。1超声珩磨概述超声振动珩磨是超声振动切削在珩…     

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。     

金刚石弥散TZP陶瓷的摩擦和磨损性能及其磨损机制的研究

在干摩擦条件下,在Ｍ－２００磨损试验机上对金刚石弥散增强ＴＺＰ陶瓷的摩擦和磨损性能进行了观察。摩擦试验表明,金刚石含量愈高,摩擦系数愈低,并且愈稳定。磨损试验还表明,金刚石微粉的添加可显著降低该陶瓷的磨损率。用扫描电子显微镜观察磨痕形貌特征。该陶瓷的磨损是以塑尾切削和微区脆性剥离断裂机制为主。并认为硬度和断裂韧性对改善该陶瓷材料的耐磨性能有重要意义。     

工程陶瓷高速深磨中声发射的实验研究

建立了工程陶瓷高速深磨中声发射的实验系统,自主开发了其中的声发射信号虚拟仪器采集系统.对部分稳定氧化锆(PSZ)和氧化铝进行了高速深磨声发射的实验研究,分析了磨削参数和工程陶瓷材料对声发射信号的影响.研究了砂轮修整前后声发射信号的变化.结果表明,即使在砂轮超高速和大切深下,声发射增加仍较小.选择砂轮超高速、大切深和小的工作台速度对高效低成本磨削工程陶瓷是有利的.运用声发射还可对砂轮磨损状态进行在线监测.     

工程陶瓷用孕镶金刚石钻头的性能优化

为提高孕镶金刚石钻头加工工程陶瓷时的钻进效率、延长工具寿命,对钻头性能进行了优化研究.分析了孕镶金刚石钻头加工氧化铝工程陶瓷的磨损机理,采用更高品质的金刚石磨粒和新的胎体配方及制造技术研制了四种钻头.钻削试验及扫描电镜分析表明:高品质金刚石磨粒可有效提高工作磨粒的比例,提升钻进性能;四种钻头的磨损性能各不相同,采用Cu50Co25Sn18Ti7(wt%)胎体配方钻头的金刚石磨粒出刃高度高,胎体与磨粒的粘结性能好,胎体磨损速度与金刚石磨损速度匹配性较好,钻头的钻削综合性能最好,其加工效率和工具寿命较其它钻头分别提高了近1.4倍和7倍.     

用数据包络分析法评价可加工陶瓷材料的可加工性

为了客观评价陶瓷材料的可加工性，建立了可加工陶瓷材料可加工性评价的数据包络分析模型．选取被评价的可加工陶瓷材料为决策单元，将材料的性能参数经过数据处理后作为决策单元的输入指标，将材料的加工过程参数经过数据处理后作为决策单元的输出指标。分别生成决策单元的输入指标数据序列和输出指标数据序列，并构造数学规划模型，根据优化理论求出可加工陶瓷材料决策单元的最优解，通过比较最优解评价材料的可加工性．以5种复合陶瓷Ce-ZrO，／CePO4作为评价实例，综合考虑可加工陶瓷材料性能参数和加工过程参数之间的关系，获得材料的可加工性排序．评价结果表明，数据包络分析法能够客观评价可加工陶瓷材料的可加工性．     

Analysis of Material Removal in Alumina Ceramic Honing

The removal mechanism is of importance to the grinding of hard and brittle ceramic materials. It is more suitable to analyze the material removal during ceramics honing processes by means of indention fracture approach. There are two honing characteristics different from grinding, the honing incidental tensile stresses and the crosshatch pattern. The stresses may influence material removal of brittle ceramics with lower tensile strength. In addition, the criss-cross cutting pattern on a bore known as cros...     

Experimental Studies on Ultrasonic Vibration Grinding of the Workpiece Made from Fine-crystalline Zirconia Ceramics

The performances of fme-crystalline zirconia ceramics in workpiece ultrasonic vibration grinding （WUVG） and conventional grinding （CG） with diamond wheel were researched. The effects of WUVG and CG on material removal rate, grinding forces, surface roughness and microstructure of zirconia ceramic were investigated. Experimental results indicated that： （1） The material removal rate （MRR） in ultrasonic grinding process is two times as large as that of in conventional grinding. The material removal rate increases with increasing grinding depth in both ultrasonic grinding and conventional grinding. （2） The ultrasonic vibration grinding force is lower than that of conventional grinding force, and the increase of the worktable speed leads to a decrease of the grinding force, while the grinding force increases with larger grinding depth in both WUVG and CG. （3） The surface of ultrasonic vibration grinding has no spur and build-up edge and its surface roughness is smaller than that of CG significantly. Surface quality of WUVG is superior to that of conventional grinding, it is easy for ultrasonic vibration grinding that material removal mechanism is ductile grinding.     

Optimization of Honing Wheel Structure Parameters in Ultra-precision Plane Honing

Free abrasive particle machining in simple machine such as: honing, polishing can get higher surface finish mirror, but surface error, and working procedure is hard to control. Therefore, the vertical disposed ultra-precision plane honing method by ultra-particle diamond honing wheel is put forward to. The results of experiments indicate: plane-honing wheel has higher machining accuracy and machining efficiency. But at the same time the structure parameters of honing wheel effects on machining accuracy. B...     

纳米结构陶瓷(n-WC/12Co)涂层材料精密磨削的试验研究

对纳米结构陶瓷(n—WC／12Co)涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究，对常规结构陶瓷(c—WC／12Co)和n—WC／12Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验。分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度、工件进给速度、金刚石砂轮粘结剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响。结合被磨试件表面的扫描电镜(SEM)的观察，分析了n—WC／12Co涂层材料磨削的材料去除机理。     

Unsteady-state Grinding Technology (III) Studies on the Surface Quality

In conventional grinding theory, the chief removed mode of ceramic coprocessor by diamond tools was brittle removal. In order to perform the plastic removal or ductility processing of engineering ceramics the high degree of accuracy and high rigidity grinner must be using micro grain size diamond grinding wheel to direct the processing of micron below rank depth to prevent form the occurring of the brittle processing zone. This will resulted in the high expense of grinding. The expense of grinding could eve...     

氮化镓晶片的化学机械抛光工艺

研究了抛光工艺参数对氮化镓(GaN)化学机械抛光(CMP)表面形貌和材料去除率的影响。通过精密分析天平和原子力显微镜对其材料去除率和表面形貌进行分析,采用单因素及正交实验法探究压力、抛光盘转速和氧化剂浓度对GaN材料去除率和表面形貌的影响。结果表明:在下压力为14.1×10~4 Pa、抛光盘转速为75 r/min、H_2O_2浓度为0.8%、SiO_2磨粒为30%、抛光液流量为20 mL/min、抛光时间为15 min的条件下,GaN晶片表面材料去除率最大达到103.98 nm/h,表面粗糙度最低为0.334 nm。可见,在优化后的工艺参数下采用化学机械抛光,可同时获得较高的材料去除率和高质量的GaN表面。     

珩磨油石的磨削性能和磨削机理

珩磨加工过程中珩磨油石对加工效率和表面质量的影响至关重要.通过试验对比了国产与进口的氧化铝油石在粗珩阶段的磨削性能,利用扫描电镜观察了油石在加工前后的表面微观形貌,指出油石中磨粒及气孔等因素对油石的磨削能力有较大影响.在揭示珩磨油石的磨削性能和磨损机理的基础上,为优化珩磨油石的加工性能提供了理论与实验的依据.     

基于响应曲面法电火花线切割回转零件实验研究

以低速走丝电火花线切割加工回转铜钨合金(CuW70)试件为研究对象,采用Design-Expert软件设计Box-Behnken实验,利用响应曲面法分析得出不同速度参数对工件表面粗糙度及材料去除率的影响规律,并得出兼顾加工效率与表面质量的最优工艺参数组合.结果表明,速度参数对表面粗糙度影响的主次关系为工件转速>进给速度>走丝速度;对材料去除率影响的主次关系为进给速度>工件转速>走丝速度.多目标参数优化得出:当工件转速为46r/min,进给速度为1.0mm/min,走丝速度为45mm/s时,表面粗糙度达到0.882μm,材料去除率达到0.625mm³/min.     

Si3N4陶瓷齿轮的电火花珩齿工艺研究

为实现氮化硅陶瓷齿轮的电火花加工新工艺,将氮化硅齿轮的加工采取电火花线切割及电火花珩齿工艺,并研究了该工艺的规律性及其工装特点。结果表明该工艺有效可行。