金刚石磁性磨料的制备及其磁控研磨加工性能研究

发布时间：2017-04-11 15:16

  本文关键词：金刚石磁性磨料的制备及其磁控研磨加工性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磁性磨料是一种具有磁化和研磨切削能力的磨料,根据组成磨粒特性的不同可以加工不同性质的材料。金刚石磁性磨料由于金刚石磨粒具有硬度高、尖锐锋利、耐磨性好和强度高等特点可以用于硬脆材料的磁控研磨加工。常用的烧结法、等离子喷涂法的高温环境对金刚石磨粒有促石墨化作用并且易造成磨粒烧伤钝化,因而不宜制备金刚石磁性磨料。本文采用化学复合镀法制备了金刚石磁性磨料,对制备工艺以及制备的金刚石磁性磨料的磁控研磨加工性能展开了研究。论文的主要工作与成果如下:(1)对化学复合镀法制备金刚石磁性磨料工艺进行了研究,探索了铁粉装载量、金刚石磨粒浓度、搅拌速度、金刚石粒径对金刚石相对含量以及金刚石磁性磨料表面形貌的影响,并研究了镀后热处理对镀层物相的影响。当铁粉装载量为6g/L、金刚石磨粒浓度为4g/L、搅拌速度为300r/min、金刚石粒径为1~2μm时,可以获得金刚石磨粒相对含量高、分散均匀、粘结牢固的金刚石磁性磨料。(2)建立了开槽永磁体磁极的二维静态磁场有限元模型,仿真分析了开槽数量、开槽深宽比、磁极厚度、研磨板、承载器对磁极表面磁场强度和磁场强度梯度的影响;针对磁控研磨加工中采用的基于恒压的磁控研磨加工装置进行了研具设计。(3)对典型硬脆材料石英玻璃进行了磁控研磨加工实验,研究了研磨压力、研磨时间、工作台转速、乙二胺浓度对材料去除率和表面粗糙度的影响,探索了热处理温度、金刚石粒径对金刚石磁性磨料研磨性能的影响。结果表明,制备的金刚石磁性磨料具有较好的研磨性能,当使用3~5μm金刚石磨粒的金刚石磁性磨料时,最大材料去除率可达2.326μm/min;当采用1~2μm金刚石磨粒的金刚石磁性磨料时,石英玻璃的表面粗糙度(Ra)可在4min内由0.709μm快速降低到0.054μm。
【关键词】：金刚石磁性磨料 化学复合镀 磁控研磨加工 加工性能
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG731;TG580.68
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 引言12-13
• 1.2 磁控研磨加工技术13-15
• 1.2.1 磁控研磨加工原理13-14
• 1.2.2 磁性磨料的研磨机理14
• 1.2.3 磁控研磨加工的特点14-15
• 1.3 磁性磨料的研究进展15-20
• 1.3.1 磁性磨料的组成和性能要求15-17
• 1.3.2 磁性磨料制备技术17-20
• 1.4 化学复合镀技术研究现状20-21
• 1.5 研究意义和研究内容21-23
• 第二章 化学复合镀法制备金刚石磁性磨料工艺研究23-39
• 2.1 引言23
• 2.2 工艺流程及实验条件23-28
• 2.2.1 工艺流程23-25
• 2.2.2 实验材料25-26
• 2.2.3 化学镀液26-27
• 2.2.4 实验仪器与设备27-28
• 2.3 工艺参数对金刚石磨粒复合的影响28-36
• 2.3.1 参数选择与检测方法28-30
• 2.3.2 铁粉装载量的影响30-31
• 2.3.3 金刚石磨粒浓度的影响31-33
• 2.3.4 搅拌速度的影响33-35
• 2.3.5 金刚石粒径的影响35-36
• 2.4 镀后热处理对镀层物相的影响36-38
• 2.5 小结38-39
• 第三章 平面磁控研磨加工研具设计39-52
• 3.1 引言39
• 3.2 平面磁控研磨加工装置总体设计39-41
• 3.3 开槽永磁体磁极的磁场仿真与分析41-47
• 3.3.1 开槽永磁体磁极的磁场有限元仿真过程41-43
• 3.3.2 结果与分析43-47
• 3.4 研具设计47-50
• 3.4.1 设计要求47-48
• 3.4.2 磁极材料选择48-49
• 3.4.3 研具结构设计49-50
• 3.5 小结50-52
• 第四章 金刚石磁性磨料的磁控研磨加工实验研究52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 工件的材料去除率和表面粗糙度研究52-59
• 4.2.1 实验材料、实验设计与检测方法52-54
• 4.2.2 工艺参数对材料去除率的影响54-56
• 4.2.3 工艺参数对表面粗糙度的影响56-59
• 4.3 金刚石磁性磨料的磁控研磨加工性能研究59-63
• 4.3.1 实验设计59
• 4.3.2 热处理温度对磁控研磨加工性能的影响59-60
• 4.3.3 金刚石粒径对磁控研磨加工性能的影响60-63
• 4.4 小结63-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 小结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文73

【参考文献】

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本文编号：299372