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固结磨料研磨蓝宝石衬底的工艺研究

为获得高材料去除率和优表面质量的蓝宝石衬底,采用固结磨料研磨蓝宝石衬底提高加工效率,研究研磨压强、工作台转速、三乙醇胺(TEA)浓度和研磨垫类型四个因素对材料去除率和表面粗糙度的影响,并综合优化获得高材料去除率和优表面质量的工艺参数.结果表明:有图案的研磨垫、研磨压强为100 kPa、工作台转速为120 r/min、三乙醇胺的浓度为5％为最优研磨工艺参数组合,固结磨料研磨蓝宝石的材料去除率为31.1 μm/min,表面粗糙度为0.309 μm.

关键词: 固结磨料 , 研磨 , 蓝宝石衬底 , 材料去除率 , 表面粗糙度

SiC单晶片化学机械研磨试验研究

王庆仓 , 张晓东 , 苏建修 , 祝伟彪 , 郗秦阳 , 朱鑫 , 裴圣华

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.04.025

目的：提高SiC单晶片的材料去除率,改善加工后的表面质量。方法进行研磨液试验,利用极差法得到研磨液的最优配比和研磨液成分中影响去除率的主次因素顺序；对主要影响因素进行单因素试验并考察对材料去除率的影响。结果研磨液的质量为50 g,最优配方为：助研剂、分散剂、增稠剂、润滑剂、磨料A、磨料B的质量分别为9,7,5,3,3,5 g,其余为调和剂,磨料A和磨料B的粒度均为W28。结论影响材料去除率的主要因素为磨料粒度,粒度越大,材料去除率越高。

关键词: 化学机械研磨 , 研磨液 , 碳化硅单晶片 , 材料去除率 , 表面质量

超声ELID复合磨削陶瓷材料高效去除机理的仿真研究

刘折 , 赵波 , 郑友益 , 卞平艳

兵器材料科学与工程

基于硬脆材料去除机理，结合超声振动辅助磨削过程中单颗磨粒的运动学分析，建立超声ELID（Electrolytic in-processing Dressing）复合磨削条件下的材料去除率数学解析模型，并对模型进行分析和仿真。结果表明：材料去除率随切削深度、砂轮速度、超声振动振幅和频率的增大而增大；同等条件下，超声ELID复合磨削比ELID磨削时的材料去除率高，且分别在切削深度较大、砂轮速度较小时较明显；随超声振动振幅和频率的增大，材料去除率近似呈线性增长。

关键词: 陶瓷 , 磨削 , 超声振动 , ELID , 材料去除率

Si_3N_4陶瓷引弧微爆炸加工材料去除率建模与分析

张保国 , 田欣利 , 唐修检 , 王健全 , 佘安英

材料热处理学报

利用引弧微爆炸加工装置,以氮化硅工程陶瓷为加工对象,对引弧微爆炸加工过程的喷嘴烧损及材料去除率进行了研究。通过喷嘴烧损实验,研究了喷嘴烧损规律及喷嘴直径对材料去除率的影响;利用正交实验方法,建立了材料去除率经验模型并分析了材料去除率随加工参数的变化规律。结果显示：喷嘴直径随着脉冲次数的增加而扩展,当直径在2.4～2.8 mm之间时,可以产生最好的加工质量和最大的材料去除率;四个主要加工参数对材料去除率的影响显著,材料去除率随着工作电流、工作气压、工作脉宽的增大而增大,随着工作距离的增大而减小;建立的指数型经验模型简单可靠,与实验结果吻合良好,可以用于材料去除率的预测及控制。

关键词: 材料去除率 , 建模 , 引弧微爆炸加工 , 氮化硅 , 正交实验

安全阀阀座与阀瓣研磨工艺的实验研究

邓俊秀 , 朱海清

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.04.033

目的提高安全阀阀座与阀瓣的研磨维修质量和工作效率.方法以砂纸为研磨介质,研究砂纸的细度、研磨压力、研磨机转速、研磨时间、研磨路径对阀座与阀瓣材料去除率与表面粗糙度的影响.通过正交实验,综合考虑各个工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响,选择最佳工艺.结果最佳工艺下,安全阀关闭件的材料去除率为26.2μm/min,表面粗糙度为0.028μm,研磨修复效率提高到90%.结论研磨维修的最佳工艺为:砂纸目数1500目,研磨压力30 N,研磨机转速50 r/min,研磨时间20 min,研磨路径8字形.

关键词: 安全阀阀座与阀瓣 , 研磨工艺 , 正交实验 , 综合优化 , 材料去除率 , 表面粗糙度

变曲率沟槽精密球研磨加工优化实验研究

郑斌 , 袁巨龙 , 赵萍 , 吕冰海 , 周芬芬

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.036

目的获得变曲率沟槽加工方法研磨精密轴承钢球的最优工艺参数.方法应用田口法对变曲率沟槽加工方法研磨球体的参数进行实验和优化,以研磨压力、磨料粒径、磨料浓度为主要影响参数设计正交实验,以材料去除率、表面粗糙度和球度误差为评价指标,通过平均响应分析和方差分析得到最优研磨参数组合.结果对于材料去除率,研磨压力的影响最显著,磨料粒径的影响次之,磨料浓度影响最小;对于表面粗糙度,磨料粒径的影响最大,磨料浓度的影响次之,研磨压力影响最小;对于球度误差,压力的影响最大,其他因素的影响较小.结论在每球的研磨压力为5 N、磨料粒径为3000#(5μm)、磨料质量分数为25%的条件下,球体的材料去除率最大,可达到0.28 mg/h.在磨料粒径为5000#(3μm)、磨料质量分数为25%、每球研磨压力为2.5 N的条件下,球体的表面质量最佳,表面粗糙度最小达到12 nm.在每球研磨压力为0.5 N、磨料粒径为3000#(5μm)、磨料质量分数为50%的条件下,球度误差小.

关键词: 参数优化 , 精密球 , 变曲率沟槽 , 田口法 , 材料去除率 , 表面粗糙度

固结磨料抛光LBO晶体非水基抛光液优化

宋龙龙 , 李军 , 王文泽 , 胡章贵 , 朱永伟 , 左敦稳

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.02.011

三硼酸锂(LBO)晶体是优良的非线性光学晶体材料,抛光后晶体表面水份残留导致晶体潮解,影响器件的使用性能.采用非水基抛光液固结磨料抛光LBO晶体,降低水含量,研究非水基抛光液中去离子水、乳酸、双氧水等含量对材料去除率和表面粗糙度的影响,并综合优化得到高材料去除率和优表面质量的抛光液组分.研究表明,抛光液中去离子水浓度16％、乳酸22％、双氧水5％为最优抛光液组分,采用优化的抛光液固结磨料抛光LBO晶体的材料去除率达到392 nm/min,表面粗糙度为0.62 nm,实现了LBO晶体表面的高效高质量抛光,同时避免了抛光过程中水的大量使用.

关键词: 固结磨料抛光 , 非水基抛光液 , 材料去除率 , 表面粗糙度

抛光液酸碱性对固结磨料抛光硫化锌晶体的影响

黄建东 , 李军 , 宋龙龙 , 花成旭 , 胡章贵 , 朱永伟 , 左敦稳

人工晶体学报

硫化锌晶体是一种重要的红外光学材料,在红外成像、导弹制导、红外对抗等红外技术领域应用广泛.抛光液能够与工件及抛光垫发生化学反应从而影响工件表面质量和材料去除率.实验采用乙二胺、氢氧化钠、柠檬酸、盐酸分别配制不同的酸碱性抛光液,研究抛光液酸碱性对固结磨料抛光硫化锌晶体材料去除率、表面形貌和表面粗糙度的影响.实验结果表明:酸性抛光液抛光的材料去除率高于碱性抛光液;柠檬酸抛光液可同时获得优表面质量和高加工效率,抛光后的晶体表面粗糙度Sa值为4.22 nm,材料去除率为437 nm/min.

关键词: 抛光液 , 硫化锌 , 固结磨料抛光 , 表面粗糙度 , 材料去除率

固结金刚石研磨盘加工蓝宝石基片的磨削性能研究

林智富 , 高尚 , 康仁科 , 王紫光 , 耿宗超

人工晶体学报

通过蓝宝石基片磨削试验研究了陶瓷结合剂、树脂结合剂和陶瓷树脂复合结合剂制备的固结金刚石研磨盘磨削工件的材料去除率、表面粗糙度和磨盘自锐性能,确定了磨削性能最佳的金刚石研磨盘结合剂,在此基础上,进一步研究了W40、W20、W7和W2.5金刚石研磨盘磨削蓝宝石基片的材料去除率、表面粗糙度、表面/亚表面损伤及其材料去除机理,提出依次采用W40金刚石研磨盘粗磨、W7金刚石研磨盘半精磨和W2.5金刚石研磨盘精磨的蓝宝石基片高效低损伤磨削新工艺.结果表明,陶瓷树脂复合结合剂制备的固结金刚石研磨盘磨削蓝宝石基片的综合性能最好,随着磨料粒径的减小,磨削蓝宝石基片的表面材料去除方式从脆性断裂去除向塑性流动去除转变,同时蓝宝石基片的材料去除率、表面粗糙度和亚表面损伤深度也随之减小.

关键词: 蓝宝石基片 , 金刚石研磨盘 , 材料去除率 , 表面粗糙度 , 亚表面损伤 , 材料去除机理