金刚石磨损特征评价及其对材料加工影响研究

发布时间：2023-04-21 03:41

　　金刚石作为自然界中硬度最高的物质,以其优异的力学性能被作为切削刀具以及磨抛工具中的磨料,在精密、超精密加工中有着广泛的应用,特别是石材、晶体硅、陶瓷、混凝土、蓝宝石等硬脆性材料,利用金刚石工具仍然是重要的加工手段。硬脆性材料具有高强度、高硬度、高脆性、耐磨性和耐腐蚀性、低密度和低膨胀系数以及良好的化学稳定性等特点,与金属材料有很大的区别。在用金刚石工具对硬脆性材料加工时,由于剧烈的摩擦、高温等作用,金刚石工具不可避免的会产生磨损,不同程度的金刚石磨损对加工过程及加工结果的影响也是不同的:一方面,磨损的金刚石在加工过程中与工件的相互作用形式发生改变,进而影响到工件材料的去除过程;另一方面,金刚石的磨损也影响了金刚石工具的使用寿命。因此,研究磨损状态下的金刚石工具对硬脆性材料的加工过程的影响,对于合理选择工艺参数、提高金刚石工具在加工硬脆性材料时的使用性能和提高硬脆性材料加工质量具有重要意义。单颗金刚石磨粒划擦实验作为磨粒加工的一种简化形式,被众多的学者用来研究材料的加工过程,探究材料的去除机理。本文从金刚石单颗磨粒划擦实验入手,采用磨损状态下的金刚石压头对SiC陶瓷材料进行单颗磨粒划擦实...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 金刚石磨损特征的研究
        1.2.2 金刚石(磨损)评价研究
        1.2.3 金刚石(磨损)特征对材料加工的影响研究
    1.3 存在的问题与不足
    1.4 课题主要研究内容
第2章 金刚石磨损及检测方法
    2.1 磨损实验工具准备
    2.2 金刚石磨损方案及选择
        2.2.1 金刚石工具加工铁基材料的快速磨损
        2.2.2 电火花加工金刚石的快速磨损
        2.2.3 机械加工实现金刚石的快速磨损
    2.3 金刚石磨损状态的检测
        2.3.1 金刚石检测平台
        2.3.2 金刚石的俯视检测
        2.3.3 金刚石的侧视检测
    2.4 本章小结
第3章 金刚石磨损的定量表征与评价研究
    3.1 金刚石图像的处理
        3.1.1 金刚石图像的预处理
        3.1.2 金刚石图像的分割与边缘检测
        3.1.3 金刚石图像的后处理
    3.2 基于数字图像处理的金刚石磨损量表征
        3.2.1 图像处理精度计算
        3.2.2 金刚石磨损的表征量
    3.3 金刚石磨损表征量的评价
    3.4 本章小结
第4章 单颗磨粒划擦实验平台
    4.1 单颗磨粒划擦实验平台
    4.2 实验样品准备
        4.2.1 工件样品准备
        4.2.2 单颗磨粒划擦工具准备
    4.3 实验检测平台与方法
        4.3.1 划擦力的采集
        4.3.2 划痕表面形貌的观察
        4.3.3 划痕裂纹的观测
第5章 金刚石磨损对SiC陶瓷加工的影响研究
    5.1 金刚石磨损对划痕形貌特征的影响研究
        5.1.1 磨损对划痕形貌的影响
        5.1.2 磨损对划痕宽度的影响
        5.1.3 磨损对划痕底部Ra值的影响
        5.1.4 磨损对划痕裂纹的影响
    5.2 金刚石磨损对加工过程量的影响研究
        5.2.1 磨损对划擦力的影响
        5.2.2 磨损对划擦力比的影响
        5.2.3 磨损对比能的影响
    5.3 磨损对材料去除影响分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究



本文编号：3795762