超薄304不锈钢片超精密研磨基础研究

发布时间：2020-09-18 18:01

　　随着科学技术的突飞猛进,显示屏幕即将发生很大的变化。柔性显示越来越多的出现在市场上。在柔性显示器的衬底上,304不锈钢以其优越的性能将成为衬底材料。因此,对304不锈钢的表面加工提出了很高的要求,其中超精密研磨是一个能实现全局平坦化精密加工很好的方法。本文主要是对304不锈钢片的超精密研磨基础研究。首先采用游离磨料对304不锈钢进行研磨研究;然后采用固结磨料对304不锈钢进行研磨研究;其次是对游离磨料研磨与固结磨料研磨特性对比;最后对研磨机理进行了研究。本文的主要内容如下:(1)游离磨料研磨是一种传统的研磨方法。在游离磨料的研磨中,是通过研磨膏对工件进行研磨。首先,试验采用单因素的方法对研磨膏的成分进行选择。分别从磨粒、氧化剂、助研剂、润滑剂以及研磨盘材料进行研究。结果表明:白刚玉和金刚石磨粒的研磨效果要好于碳化硼磨粒磨粒的研磨效果;氧化剂中氧化铁的研磨效果较好;助研剂中硬脂酸的研磨效果较好;润滑剂选择的是二硫化钼;在研磨盘基体材料的研究中发现,较硬的铸铁盘研磨的材料去除率较大,而较软的聚氨酯对研磨后的表面粗糙度较好。为了获得更高效率的研磨膏,最后对着这些成分进行了优化。试验采用正交试验的方法,选择了磨粒、氧化剂、助研剂及润滑剂四个因素,每个因素又选择了三个水平。试验结果为:对于材料去除率可以得出最优的组合为A_3B_3C_3D_1,对于表面粗糙度得出的最优组合为A_1B_1C_1D_3。(2)固结磨料研磨是一种效率很高并且效果很好的研磨方法。在固结磨料的研磨研究中,试验使用的固结磨料研磨盘,采用正交试验对304不锈钢片的研磨工艺参数进行研究,选择了磨粒、研磨时间、研磨盘转速以及研磨压力四个因素,每个因素又选择了四个水平。结果表明:磨粒对304不锈钢片研磨的材料去除率和表面粗糙度影响最大,其次是研磨压力与转速,而研磨时间对研磨的影响最小。为满足较大的材料去除率,得出的配方为A_4B_2C_4D_4,即磨粒粒径尺寸为28μm,研磨时间为30 min,研磨转速为80r/min,研磨压力为27.580 kPa。用此配方进行试验,材料去除率达到312.524 nm/min。为满足较低表面粗糙度,得出的配方为A_1B_2C_1D_1,即磨粒粒径尺寸为3.5μm,研磨时间为30 min,研磨转速为20 r/min,研磨压力为6.895 kPa。用此配方进行试验,表面粗糙度降至4 nm。(3)为了直观具体的了解游离磨料与固结磨料研磨的不同效果,试验对比了固结磨料研磨与游离磨料研磨。试验结果表明:固结磨料研磨后工件的表面粗糙度要优于游离磨料研磨后工件的表面粗糙度,表面更加平整,可以保证后续对不锈钢片加工所需要的精度;固结磨料研磨后工件的材料去除率也优于游离磨料研磨后工件的材料去除率,固结磨料研磨不锈钢片有更好的效率。(4)为了获得更好的研磨效果,必须了解研磨的机理。本文最后对不锈钢工件在研磨过程中的机理进行了简单的分析。首先是对研磨盘中的磨粒的结构特点及分布建立了模型,把磨粒看成是理想状态的逐层均匀分布的。不锈钢片是通过载物盘被压在研磨盘上。不锈钢片在研磨盘基体上会与凸起最高的磨粒层进行接触。在此过程中,分析了磨粒在压力的作用下与研磨盘磨粒层的接触情况。磨粒会在研磨盘磨粒层中发生退让,同时磨粒也会嵌入到工件中发生塑性变形。最后对不锈钢片在化学机械研磨运动中建立的模型。在模型中,分别分析了载物盘的运动轨迹、工件的运动轨迹以及研磨盘的运动轨迹。通过载物盘、工件及研磨盘的运动轨迹可以求出研磨盘上单颗磨粒的运动轨迹。
【学位单位】：河南科技学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG580.68
【部分图文】：

柔性,储存量

文的选题背景科技的快速发展，柔性显示器已成为下一代的热点，它即将登上显示器的器一般都是质量较重、不可弯曲及储存量小，而柔性显示将打破这些局限量轻、可挠曲、储存量大、超薄等优良特性。由于这些优良的特性，使其其广泛[1-3]。对于柔性显示器衬底材料的表面精度要求非常高，表面粗糙度波纹度要小于 0.1 μm。不锈钢材料由于良好的性能及廉价的成本，未来器衬底的主要材料，器件的性能将会受到表面加工质量和精度的影响[4-5]的科学技术突飞猛进，人们对于柔性显示的需求越来越高，从而也激励着术及性能方面的不断发展。柔性显示技术的应用，给人们带来了全新的不及便携的设计更受广大消费者的青睐[6-7]。因此，在柔性曲面显示及柔性衬成为各研究所及高校的专家、学者研究的主要课题[8-13]。其柔性显示器如

研磨抛光

及工艺的研究。因此，在这一系列的试验中，需要很多次试验条件及试验方法的选择，本章主要对一些试验仪器、检测仪器、试验样品及试验方法等等情况的介绍。2.1 试验仪器及设备本文研究的内容都是在本课题组的实验室里进行的。试验采用的研磨机为 ZYP300型国产旋转摆动重力式研磨抛光机进行试验[58]，其形状如图 2-1 所示。该研磨抛光机上的研磨盘直径为 300 mm，内部是通过电机进行带动，在研磨盘的周围还有两个近似单摆的支架，也是用电机来带动，用来对载物盘进行旋转。在试验的过程中，工件通过键连接在载物盘上，根据试验的要求也可以通过更换不同的载物盘来改变对工件的压力。实验室还安装了去离子水装置，这种去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水。在试验中都是用这种水，如配制研磨液，清洗试验用品，避免了使用自来水中含有的杂质对试验造成的影响。其设备如图 2-2 所示。

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【参考文献】