為解決多孔金屬結(jié)合劑CBN砂輪在高孔隙率下的強度下降問題,采用球形尿素顆粒為造孔劑,制作孔徑、孔形和孔隙可控的多孔金屬結(jié)合劑砂輪磨料層胎體,研究不同載荷情況下的孔隙率和孔隙排布等孔隙結(jié)構(gòu)因素,對多孔金屬結(jié)合劑磨料層胎體力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:孔隙有序排布時的胎體彈性模量要小于孔隙無序排布的;胎體材料的屈服強度隨孔隙率增大而下降;在相同孔隙率下,孔隙有序排布的胎體,在縱向受壓、孔隙正向排布的情況下屈服強度更高。

采用霧化施液化學(xué)機械拋光（CMP）的方法,以材料去除速率和表面粗糙度為評價指標(biāo),選取適合硒化鋅拋光的磨料,通過單因素實驗對比CeO2、SiO2和Al2O3三種磨料的拋光效果。結(jié)果顯示:采用Al2O3拋光液可以獲得的材料去除率,為615.19nm/min,而CeO2和SiO2磨料的材料去除率分別只有184.92和78.56nm/min。進(jìn)一步分析磨料粒徑對實驗結(jié)果的影響規(guī)律,表明100nm Al2O3拋光后的表面質(zhì)量,粗糙度Ra僅為2.51nm,300nm Al2O3的去除速率,達(dá)到1 256.5nm/min,但表面存在嚴(yán)重缺陷,出現(xiàn)明顯劃痕和蝕坑。在相同工況條件下,與傳統(tǒng)化學(xué)機械拋光相比,精細(xì)霧化拋光的去除速率和表面粗糙度與傳統(tǒng)拋光相近,但所用拋光液量約為傳統(tǒng)拋光的1/8,大大提高了拋光液的利用率。

超硬磨料磨具以其優(yōu)異的磨削性能獲得機械加工領(lǐng)域普遍認(rèn)可,但制約其進(jìn)一步拓展應(yīng)用的主要原因之一是超硬砂輪修整極其困難。面對此難題,作者梳理目前超硬砂輪在工程應(yīng)用中的主要修整方法,分析其工作原理、技術(shù)演變、主要特點、應(yīng)用狀況,對先進(jìn)修整技術(shù)進(jìn)行闡述,后總結(jié)并展望三大結(jié)合劑超硬砂輪實用修整技術(shù)及發(fā)展趨勢。金屬結(jié)合劑超硬砂余量去除基本鎖定為電火花放電修整,小余量修整主要以普通磨具磨削法修整為主,細(xì)粒度超硬砂輪采用在線電解修整優(yōu)勢明顯;陶瓷結(jié)合劑超硬砂輪簡單直線修整逐漸被點輪修整取代,高陡度成型砂輪修整仍是金剛石滾輪;樹脂結(jié)合劑超硬砂輪多以磨削法修整為主,但科學(xué)實用修整技術(shù)仍需進(jìn)一步研發(fā)。激光修整具有非接觸、高效、便利、易控、超長壽命等優(yōu)點,具有更加廣闊的發(fā)展前景;集機、電、聲、熱、化等多種方法于一體的復(fù)合修整也是超硬砂輪技術(shù)人員一直關(guān)注和研發(fā)的重點。

隨著光學(xué)、光電子學(xué)及數(shù)碼產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，K9玻璃已在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于K9玻璃屬于硬脆材料，在加工過程中極易發(fā)生脆性破壞，傳統(tǒng)加工技術(shù)難以獲得超光滑高質(zhì)量的表面。近年來，固結(jié)磨料化學(xué)機械拋光技術(shù)以其工藝可控性強、加工效率高、加工成本低以及綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點受到越來越多的關(guān)注。本文采用顯微硬度方法分析了化學(xué)機械研拋中研拋液對K9玻璃表層硬度的影響，采用失重法對固結(jié)磨料研拋K9玻璃的材料去除過程中的機械與化學(xué)作用進(jìn)行了分離，利用正交實驗的方法研究分析了各加工參數(shù)對K9玻璃研磨和拋光的材料去除率及三維輪廓表面粗糙度影響，優(yōu)化K9玻璃的研磨拋光工藝。本文所完成的主要工作和研究成果如下：（1）研究了研拋液對K9玻璃的化學(xué)作用采用去離子水和研拋液分別浸泡K9玻璃，測量并比較浸泡后K9的維氏硬度和壓痕對角線長度，根據(jù)所測數(shù)值進(jìn)一步計算出K9玻璃表面生成的變質(zhì)層厚度，驗證了研拋液對K9玻璃的化學(xué)作用和變質(zhì)層厚度隨浸泡時間的變化規(guī)律。研究表明：研拋液對K9玻璃有比較劇烈的化學(xué)作用，可以在K9玻璃表面形成變質(zhì)層，隨著浸泡時間的延長變質(zhì)層的厚度逐漸增加但增加趨勢逐漸減緩