發(fā)布時間：2017-09-02 19:37

  本文關(guān)鍵詞：磨粒改性對固結(jié)磨料墊研磨藍(lán)寶石性能的影響

  更多相關(guān)文章： 金剛石磨粒 化學(xué)鍍 藍(lán)寶石 固結(jié)磨料研磨墊 磨粒受力分析

【摘要】：藍(lán)寶石材料具有非常優(yōu)異的物理性質(zhì)和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,在軍事、航空航天、電子科技等領(lǐng)域扮演著非常重要的角色。固結(jié)磨料技術(shù)是藍(lán)寶石研磨拋光的新工藝,具有十分重要的應(yīng)用前景。但是在研磨過程中磨粒容易脫落,造成磨料浪費以及研磨效率的下降。本文通過化學(xué)鍍鎳的方法在金剛石表面鍍上一層Ni-P合金,增強(qiáng)金剛石與樹脂基體的結(jié)合力,并制成鍍鎳金剛石固結(jié)磨料研磨墊研磨藍(lán)寶石,探索磨粒改性對研磨藍(lán)寶石性能的影響。論文開展的主要研究內(nèi)容如下:(1)探索了金剛石表面化學(xué)鍍鎳工藝,在粒徑分別為20~30μm和40~50μm的金剛石表面上鍍覆一層不同包覆率的Ni-P合金層,研究了表面形貌與包覆率之間的關(guān)系。研究表明:化學(xué)鍍鎳能明顯改變金剛石的表面形貌,并且隨著包覆率的提高,瘤狀突起的分布及尺寸明顯改善。(2)利用單因素實驗方法研究了包覆率對固結(jié)磨料墊研磨藍(lán)寶石性能的影響。采用了不同粒徑不同包覆率的鍍鎳金剛石研磨墊粗研和精研藍(lán)寶石,利用CP-4拋光平臺測量了研磨過程中工件與FAP的摩擦系數(shù)和聲發(fā)射信號;測量并計算了工件的材料去除率與表面粗糙度,分析了鍍鎳金剛石包覆率對藍(lán)寶石研磨過程的影響。研究表明:粗研過程磨粒切入深度大,受力較大,所以在研磨藍(lán)寶石過程中粗研使用的金剛石對鍍鎳量的要求較高。在研磨藍(lán)寶石時,粗研過程金剛石包覆率為50%時材料去除率達(dá)到最大,而精研過程金剛石包覆率為30%時材料去除率達(dá)到最大。(3)研究了鍍鎳金剛石研磨墊研磨藍(lán)寶石的機(jī)理。建立了適合固結(jié)磨料研磨墊的單顆磨粒的受力模型,得到了包覆率與切深的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)在相同情況下由于粒徑大的磨粒所受到的切削力和轉(zhuǎn)矩大,更容易從研磨墊上脫落,所以需要更大的覆鎳量來維持基體對磨粒的把持力;同時通過研磨過程中的聲發(fā)射信號析進(jìn)一步驗證了鍍鎳量對研磨藍(lán)寶石的要求。
【關(guān)鍵詞】：金剛石磨粒 化學(xué)鍍 藍(lán)寶石 固結(jié)磨料研磨墊 磨粒受力分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ164
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 引言13-15
• 1.2 藍(lán)寶石的材料特性與加工研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 藍(lán)寶石的晶體結(jié)構(gòu)與材料性能15-16
• 1.2.2 藍(lán)寶石晶體的加工技術(shù)16-18
• 1.2.3 藍(lán)寶石加工的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 固結(jié)磨料研磨技術(shù)20-22
• 1.3.1 固結(jié)磨料研磨技術(shù)的概述20-21
• 1.3.2 固結(jié)磨料技術(shù)的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4 課題研究的背景與內(nèi)容22-25
• 1.4.1 課題研究的背景22-23
• 1.4.2 課題研究的內(nèi)容23-25
• 第二章 金剛石化學(xué)鍍鎳及固結(jié)磨料研磨墊的制備25-38
• 2.1 引言25
• 2.2 實驗材料及設(shè)備25-26
• 2.2.1 實驗材料25-26
• 2.2.2 實驗設(shè)備26
• 2.3 金剛石磨粒的表面鍍鎳流程26-31
• 2.3.1 預(yù)處理工藝27-29
• 2.3.2 化學(xué)鍍鎳工藝29-31
• 2.3.3 后處理工藝31
• 2.4 固結(jié)磨料研磨墊的制備及研磨試驗31-33
• 2.4.1 實驗設(shè)備及試劑31-32
• 2.4.2 固結(jié)磨料研磨墊的制備流程32-33
• 2.4.3 研磨實驗33
• 2.5 鍍鎳金剛石研磨墊的研磨性能評價33-36
• 2.5.1 研磨過程中的摩擦系數(shù)34
• 2.5.2 研磨墊的表面形貌34
• 2.5.3 研磨過程中的聲發(fā)射信號34-35
• 2.5.4 工件的材料去除率35
• 2.5.5 工件的表面質(zhì)量35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 第三章 磨粒覆鎳量對固結(jié)磨料研磨藍(lán)寶石性能的影響38-50
• 3.1 引言38
• 3.2 金剛石鍍覆前后的表面形貌38-42
• 3.2.1 金剛石鍍覆前的表面形貌38-39
• 3.2.2 金剛石鍍覆后的表面形貌39-42
• 3.3 磨粒包覆率對FAP研磨藍(lán)寶石過程的影響42-48
• 3.3.1 不同包覆率金剛石研磨過程中的摩擦系數(shù)42-44
• 3.3.2 不同包覆率金剛石研磨墊研磨后的表面形貌44-45
• 3.3.3 不同包覆率金剛石研磨過程中的聲發(fā)射信號45-46
• 3.3.4 不同包覆率金剛石研磨后工件的材料去除率46-47
• 3.3.5 不同包覆率金剛石研磨后工件的表面質(zhì)量47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 鍍鎳金剛石研磨藍(lán)寶石的機(jī)理研究50-63
• 4.1 引言50
• 4.2 接觸力學(xué)經(jīng)典模型50-53
• 4.2.1 Hertz接觸理論50-52
• 4.2.2 GW接觸模型52-53
• 4.3 磨粒受力模型53-58
• 4.3.1 磨粒切削刃簡化53-54
• 4.3.2 單顆磨粒受力分析54-56
• 4.3.3 磨粒分布假設(shè)56-57
• 4.3.4 磨粒脫落過程57-58
• 4.4 研磨過程中的聲發(fā)射分析58-62
• 4.4.1 研磨過程中的聲發(fā)射源58-59
• 4.4.2 聲發(fā)射信號的參數(shù)分析59
• 4.4.3 時頻域譜分析59-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)和展望63-65
• 5.1 總結(jié)63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 致謝71-72
• 在校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

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