烧结碳化硅工件的固结磨料高效研磨工艺

发布时间：2023-03-07 19:50

　　碳化硅具有良好的力学、化学、热学性能,同时有良好的光学性能,成为空间反射镜首选材料之一。在航空航天、国防等尖端技术领域对碳化硅反射镜材料制备工艺以及其表面质量的要求极高,加工后的工件表面要获得纳米级的表面质量,因此对于碳化硅的加工提出了高效、高精度、低损伤的加工要求。本文基于亲水性固结磨料垫(Fixed Abrasive Pad,FAP)研磨的优点,利用其对反应烧结碳化硅进行研磨加工,主要研究FAP研磨碳化硅时磨粒磨损以及FAP自修整性能的影响,提出砂浆辅助聚集体FAP研磨加工碳化硅材料的工艺路线,并获得优化工艺参数,为FAP研磨碳化硅反射镜提供参考和指导。论文主要研究内容和获得的结果如下:1.运用单因素试验的方法探索了基体硬度、砂浆粒径和浓度以及聚集体金刚石一次粒径对亲水性FAP研磨碳化硅性能的影响。实验发现:基体越硬、砂浆粒径越大、浓度越大,材料去除率越高,表面粗糙度变化不大;聚集体金刚石FAP的研磨效果优于单晶金刚石FAP;一次粒径越大,材料去除率越高,表面粗糙度变化不大。2.通过添加铜粉来增加FAP的硬度,利用铜粉与三乙醇胺反应提高FAP的自修整性能,改善FAP的研磨效果。通过...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 碳化硅反射镜的国内外研究现状
        1.2.1 碳化硅性质及应用
        1.2.2 碳化硅工件的精密超精密加工技术
    1.3 亲水性固结磨料技术研究
        1.3.1 亲水性固结磨料研磨技术原理
        1.3.2 亲水性固结磨料研磨垫制备方法的分类
        1.3.3 亲水性固结磨料加工技术的研磨现状
    1.4 本课题开展的主要研究内容和方法
        1.4.1 固结磨料研磨碳化硅存在的问题
        1.4.2 固结磨料研磨碳化硅的解决方案
        1.4.3 本课题开展的主要研究内容
第二章 亲水性固结磨料研磨碳化硅的影响因素探索
    2.1 引言
    2.2 碳化硅研磨试验及评价
        2.2.1 试验设备及试剂
        2.2.2 亲水性固结磨料研磨垫制备流程及处理
        2.2.3 碳化硅研磨试验
        2.2.4 研磨试验的评价指标和测量
    2.3 基体及工艺参数对碳化硅研磨性能的影响探讨
        2.3.1 研磨垫硬度(弹性模量)
        2.3.2 砂浆粒度及砂浆浓度
        2.3.3 聚集体金刚石一次粒径
    2.4 本章小结
第三章 砂浆辅助固结磨料研磨垫研磨碳化硅工艺优化
    3.1 引言
    3.2 实验总体设计
    3.3 固结磨料研磨垫硬度及碳化硅砂浆粒径和浓度的优化
        3.3.1 实验设计
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 碳化硅的研磨工艺参数优化
        3.4.1 正交实验的设计
        3.4.2 正交实验结果及分析
        3.4.3 优化工艺参数的选取及实验论证
    3.5 本章小结
第四章 砂浆辅助聚集体金刚石FAP高效加工的机理
    4.1 聚集体金刚石FAP的微观接触模型
    4.2 FAP表面有效磨粒数
        4.2.1 FAP中金刚石磨粒微观形貌和分布特点
        4.2.2 FAP凸起中的有效磨粒数
    4.3 金刚石切深模型
        4.3.1 单颗磨粒受力
    4.4 FAP材料去除率模型
        4.4.1 理想条件下材料去除率模型
        4.4.2 材料去除率修正系数
    4.5 砂浆辅助聚集体金刚石高效加工分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在校期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3757780