高性能轴承钢化学机械抛光工艺研究
发布时间：2023-08-11 17:27
轴承钢是目前制造行业中应用范围最广、使用要求最高的钢种之一,也是所有合金钢中检测项目最多及质量要求最严格的钢种,轴承钢广泛用于轴承零部件的制造。随着高速铁路、风电和航空航天工业的快速发展,在特殊环境使用的轴承朝着高负荷、高转速、特大型、低噪声、极限温度等方向发展,这些极端条件下使用的轴承就对轴承钢的表面质量提出了更高的要求,需要轴承钢的表面达到纳米级的表面粗糙度,以及接近于零的损伤层厚度,这就急需要大力发展高性能轴承钢的超精密加工。由于高性能轴承钢具有硬度高、耐磨强度高、疲劳强度高的特性,对高性能轴承钢的超精密加工难度很大,所以对高性能轴承钢超精密加工的研究具有重要的意义。基于此,本文使用化学机械抛光工艺进行高性能轴承钢的超精密加工,从加工工艺的角度,研究工况参数和抛光液组分等对高性能轴承钢化学机械抛光性能的影响规律,探明关键的影响因素,并研究了不同抛光液组分对高性能轴承钢化学机械抛光的机理。首先,对高性能轴承钢化学机械抛光工艺参数进行了优化,从抛光压力、转速、抛光液流速、抛光液磨粒浓度四个参数考察,系统、综合地分析各个工艺参数之间的交互作用,最终优化抛光实验参数。其次,研究了过氧化氢...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 高性能轴承钢的性能要求
1.3 化学机械抛光工艺
1.3.1 化学机械抛光的原理
1.3.2 化学机械抛光机
1.3.3 化学机械抛光液
1.3.4 化学机械抛光垫
1.3.5 化学机械抛光机理
1.4 高性能轴承钢超精密加工研究现状
1.5 课题研究内容及意义
1.5.1 课题研究意义
1.5.2 课题研究内容
第2章 实验材料和实验设备
2.1 实验材料及其特性
2.1.1 实验材料的元素分析
2.1.2 高碳铬轴承钢
2.2 实验设备
2.2.1 化学机械抛光机
2.2.2 电子天平
2.2.3 白光干涉仪
2.2.4 电化学工作站
2.3 实验耗材准备
2.4 高性能轴承钢化学机械抛光的评价指标
2.4.1 材料去除速率
2.4.2 表面粗糙度
2.5 本章小结
第3章 正交法优化高性能轴承钢化学机械抛光工艺参数
3.1 引言
3.1.1 抛光压力
3.1.2 抛光盘转速
3.1.3 抛光液流速
3.1.4 抛光液磨粒浓度
3.2 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验设计
3.2.1 正交实验设计
3.2.2 方差分析法
3.2.3 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验方案
3.3 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验结果
3.4 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验结果分析
3.4.1 各因素和水平对高性能轴承钢材料去除速率的影响
3.4.2 各因素和水平对高性能轴承钢表面粗糙度的影响
3.4.3 高性能轴承钢抛光工艺参数的优化
3.5 本章小结
第4章 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光影响
4.1 引言
4.2 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光性能影响
4.2.1 不同PH值对抛光的影响
4.2.2 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光实验结果
4.2.3 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光机理分析
4.2.4 过氧化氢作为氧化剂的高性能轴承钢超光滑表面制备
4.3 过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢抛光的影响
4.3.1 乙二胺四乙酸在不同PH下的型体及分布系数图
4.3.2 过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢抛光实验结果
4.3.3过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢电化学实验
4.3.4 X射线光电子能谱分析
4.3.5 过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐抛光机理分析
4.4 本章小结
第5章 过硫酸盐对高性能轴承钢化学机械抛光影响
5.1 引言
5.2 过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光影响
5.2.1 过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光实验结果
5.2.2 过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光机理分析
5.3 过硫酸钾-过氧化氢双氧化剂对高性能轴承钢化学机械抛光影响
5.3.1 实验抛光液制备
5.3.2 一定质量分数过硫酸钾和不同浓度过氧化氢对抛光结果影响
5.3.3 一定浓度过氧化氢和不同质量分数过硫酸钾对抛光结果影响
5.3.4 过硫酸钾抛光液体系下的高性能轴承钢超光滑表面制备
5.4 本章小结
结论与展望
主要结论
研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3841455
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 高性能轴承钢的性能要求
1.3 化学机械抛光工艺
1.3.1 化学机械抛光的原理
1.3.2 化学机械抛光机
1.3.3 化学机械抛光液
1.3.4 化学机械抛光垫
1.3.5 化学机械抛光机理
1.4 高性能轴承钢超精密加工研究现状
1.5 课题研究内容及意义
1.5.1 课题研究意义
1.5.2 课题研究内容
第2章 实验材料和实验设备
2.1 实验材料及其特性
2.1.1 实验材料的元素分析
2.1.2 高碳铬轴承钢
2.2 实验设备
2.2.1 化学机械抛光机
2.2.2 电子天平
2.2.3 白光干涉仪
2.2.4 电化学工作站
2.3 实验耗材准备
2.4 高性能轴承钢化学机械抛光的评价指标
2.4.1 材料去除速率
2.4.2 表面粗糙度
2.5 本章小结
第3章 正交法优化高性能轴承钢化学机械抛光工艺参数
3.1 引言
3.1.1 抛光压力
3.1.2 抛光盘转速
3.1.3 抛光液流速
3.1.4 抛光液磨粒浓度
3.2 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验设计
3.2.1 正交实验设计
3.2.2 方差分析法
3.2.3 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验方案
3.3 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验结果
3.4 高性能轴承钢抛光工艺参数优化实验结果分析
3.4.1 各因素和水平对高性能轴承钢材料去除速率的影响
3.4.2 各因素和水平对高性能轴承钢表面粗糙度的影响
3.4.3 高性能轴承钢抛光工艺参数的优化
3.5 本章小结
第4章 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光影响
4.1 引言
4.2 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光性能影响
4.2.1 不同PH值对抛光的影响
4.2.2 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光实验结果
4.2.3 过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光机理分析
4.2.4 过氧化氢作为氧化剂的高性能轴承钢超光滑表面制备
4.3 过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢抛光的影响
4.3.1 乙二胺四乙酸在不同PH下的型体及分布系数图
4.3.2 过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢抛光实验结果
4.3.3过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢电化学实验
4.3.4 X射线光电子能谱分析
4.3.5 过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐抛光机理分析
4.4 本章小结
第5章 过硫酸盐对高性能轴承钢化学机械抛光影响
5.1 引言
5.2 过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光影响
5.2.1 过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光实验结果
5.2.2 过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光机理分析
5.3 过硫酸钾-过氧化氢双氧化剂对高性能轴承钢化学机械抛光影响
5.3.1 实验抛光液制备
5.3.2 一定质量分数过硫酸钾和不同浓度过氧化氢对抛光结果影响
5.3.3 一定浓度过氧化氢和不同质量分数过硫酸钾对抛光结果影响
5.3.4 过硫酸钾抛光液体系下的高性能轴承钢超光滑表面制备
5.4 本章小结
结论与展望
主要结论
研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3841455
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