CoCrMo合金ELID磨削及其耐磨耐腐蚀性研究

发布时间：2020-04-05 18:36

【摘要】：CoCrMo合金具有良好的耐腐蚀性能、杰出的生物相容性以及良好的理化性质,作为医用植入材料已被广泛应用。本文将ELID磨削技术应用到CoCrMo合金磨削加工中,并对其磨削机理、磨削力和表面质量变化规律、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能进行了研究,便于深入了解CoCrMo合金的磨削加工性能。本文主要从以下几个方面展开研究:首先本文分析了在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing,简称ELID)磨削砂轮氧化膜的作用与形成机理,从理论上明确了砂轮表面氧化膜的组成成分,进一步提出由氧化膜和磨粒组成的复合磨粒的形成模型;其次对磨粒周围的氧化膜的成分、形状、粒度、覆盖包裹情况进行了实验研究,对复合磨粒的形成机理进行了研究。紧接着对CoCrMo合金ELID磨削力进行了理论分析和实验研究,试验结果表明无论是法向力还是切向力,磨削力都随着磨削深度、工件速度的增大而增大,随着砂轮粒度的增大而减小,试验结果与理论研究相符合。随后在CoCrMo合金ELID磨削条件下,对不同的砂轮粒度、工件速度、磨削深度条件的加工表面进行粗糙度测量及分析,并使用超景深三维显微镜观测了其表面微观形貌,测量了CoCrMo合金在不同参数下的磨损量和摩擦系数,并分析了其摩擦磨损性能。最后对CoCrMo合金ELID磨削后的耐腐蚀性能进行了研究,ELID磨削后CoCrMo合金表层形成了钝化层,XRD、SEM电镜分析结果显示CoCrMo合金表层含有氧元素,形成了各种氧化物。因此具有更好的耐腐蚀性和生物相容性。
【图文】：

示意图,基本原理,示意图,砂轮

lectrolytic In-process Dressing)磨削技术是在磨削进程轮进行电解修整，来保持磨粒出刃高度的稳定，使厚度，从而实现稳定、可控的磨削过程。ELID磨削工艺之一，它使用的金属结合剂超硬磨料砂轮适用削加工原理如图1-1所示，高频直流脉冲电源的阳极刚石砂轮上，而电源的阴极固定在砂轮右端专用工间隙宽度在0.1mm左右，在磨削过程中，ELID专用并且充满工具电极与砂轮的间隙，通过施加电源提应，砂轮结合剂不断被溶解，铁离子不断地被电离度，而磨削液中的铁离子也与水电解产生的氢氧离在砂轮表面，避免了结合剂因过度电解致使砂轮失效

示意图,示意图,氧化膜,金属结合剂砂轮

形成模型；其次用 XRD、XPS、SEM、TEM 对氧，对磨粒周围的氧化膜的成分、形状、粒度、覆复合磨粒的形成机理进行了研究。本章为之后分，以及表面耐腐蚀氧化层的形成机理打下基础。轮氧化膜的作用过程基本上可以分为四个阶段，具体归纳如下图 2密整形，减小圆度和圆柱度误差；在电解预先修的容屑空间，，形成钝化膜；在在线电解修整动态，形成精加工表面；最后在光磨阶段进一步提高是在电解修整过程中，阳极为金属结合剂砂轮，作为阴极，在砂轮跟工具电极间隙中的电解液中
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.16;TG580.6

【参考文献】