刚玉磁性磨料的制备及磨削性能研究
发布时间：2020-12-05 15:49
磨料定向排列的磨具与传统磨具相比,具有磨削效率高,磨削力小,发热量少,磨削质量好等优点。本文采用溶胶凝胶法制备了刚玉基磁性磨料,通过在磨具成型过程中施加定向磁场,实现了磁性磨料在磨具中的定向排列。论文系统研究了溶胶的制备工艺、磨料的表面处理方式、涂膜次数以及热处理温度对磁性磨料微观结构和磁性能的影响。将制备的磁性磨料制成砂轮,探讨了工艺参数对该类砂轮磨削性能的影响,研究结果如下:（1）以镍铁氧体溶胶为基础溶胶体系对刚玉磨料涂膜时,其最佳制备工艺如下:pH值为2.2,陈化时间12h-24h,溶胶浓度为3g/600ml。此工艺条件下,溶胶粒度最小可达358nm。（2）分别对磨料表面采用HF腐蚀处理和KH550硅烷偶联剂改性处理,结果表明:采用镍铁氧体溶胶对HF腐蚀处理的磨料涂膜时,其成膜性优于KH550改性的磨料,磨料表面腐蚀的最佳工艺为:腐蚀浓度为0.5wt%,腐蚀时间为lh。磨料表面改性的最佳工艺为:改性浓度为2wt%,改性温度为60℃。（3）磁性磨料的最佳制备工艺为:磨料表面处理方式为HF腐蚀,涂膜次数为2次,热处理温度为800℃。此时,磁性磨料表面膜层均匀致密,抗冲击韧性小幅下降,...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２磨粒对工件切削示意图??Ｆｉｇ．１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｃｕｔｔｉｎｇ?ｏｎ?ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ??
主要应用于磁力研磨领域。本课题所制磁性磨料主要由磨料和磁性??．物质组成，主要应用于固结磨具方面，两种磁性磨料的单颗粒微观结构示意图??如图１．３所示。铁磁相在磁场中应该容易被磁化而产生磁力，结合剂应该使磨??料与铁磁相的结合更加稳定牢固，磨粒是兼有切削、研磨以及抛光作用的一种??高硬度颗粒状物质［２°‘２３］。??图１．３不同磁性磨料单颗粒微观形貌示意图??（ａ）传统磁性磨料；（ｂ）本课题所制磁性磨料??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ａ?ｓｉｎｇｌｅ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ??ａｂｒａｓｉｖｅ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??（ａ）?Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ；?（ｂ）?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｍａｄｅ?ｆｒｏｍ?ｔｈｉｓ?ｓｕｂｊｅｃｔ??１．３．２磁性磨料的性能要求??１．磨粒相??磁性磨料的磨粒相是具有切削、研磨、抛光作用的高硬度颗粒，在研磨加??工中充当切削刃对工件表面进行切削加工，一般应具有以下性能［２４＿２６］：??①
离子火焰中，由于等离子火焰温度高达５０００？１００００°Ｃ，混合料在高温下不断??的熔化成为微液滴，再经过冷却、凝固等过程，便制成了球形的磁性磨料颗粒，??其原理如图１．５所示［５３］。??等离子谇?等离子气体?携修气体与??贊癒装麗?１?病??■：宋■舍??，．．．．．．．．．．．．－－，［，．Ｊ?３??ｙＳＭＭｊｌ??＇ｍｙ?ｉｚ；贼?＾盈??？．?火焰?ｊ￣??ｍ?镲??Ｉ?ｍ?｜??图１．５等离子喷涂法制备磁性磨料原理图??Ｆｉｇ．１．５?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｐｒｅｐａｒｉｎｇ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ??该方法虽然解决了铁磁相与磨料相间润湿性差的问题，但由于等离子火焰??的温度很高，会使磨料颗粒的磨削刃被烧伤而产生钝化，削弱了磨料的磨削能??力，也使磁性磨料寿命缩短。同时，由于等离子喷涂设备较为昂贵，使生产成??本增高，不能达到规模化工业生产的要求。??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂改性纳米氧化铝的条件探究[J]. 曹娟,张永兴,汪效祖,崔朝亮,汪朝晖. 化工新型材料. 2016(12)
[2]模板辅助sol-gel法制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe2O4材料[J]. 高朋召,李冬云,张小亮,晏兵,孙玉坤,徐丽女,马瑞雪. 湖南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[3]碳化硅修饰碳糊电极测定汞离子[J]. 郭凌雁,焦晨旭,冯鹏青,戴虹. 材料导报. 2014(08)
[4]硬车削加工技术对产品质量成本的影响[J]. 胡军增,魏珩. 科技展望. 2014(08)
[5]硅烷偶联剂KH-550表面改性纳米γ-Fe2O3[J]. 陈磊,景宜. 造纸化学品. 2013(02)
[6]磁性磨料制备技术研究新进展[J]. 张桂香,赵玉刚,赵东标. 兵器材料科学与工程. 2012(01)
[7]磨削加工技术的现状[J]. 宋涛,赵恒华. 制造技术与机床. 2011(11)
[8]硅烷偶联剂对纳米Al2O3改性的研究[J]. 陈江华,朱翠玲. 广东化工. 2011(08)
[9]微波烧结法制备磁性磨料的工艺参数[J]. 金国哲,杨林,刘智. 大连工业大学学报. 2008(04)
[10]砂带磨削原理及其应用[J]. 黄智,黄云. 金属加工(冷加工). 2008(24)
博士论文
[1]溶胶凝胶法制备陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究[D]. 胡伟达.湖南大学 2013
[2]雾化快凝磁性磨料制备及其磁力光整加工性能研究[D]. 张桂香.南京航空航天大学 2012
[3]多元尖晶石铁氧体基微纳米纤维的电纺制备、表征与磁性能研究[D]. 向军.江苏大学 2011
硕士论文
[1]表面化学改性法制备非固结磁性磨料工艺与实验研究[D]. 任晓静.太原理工大学 2017
[2]玻璃用无铅喷绘墨水的制备及性能研究[D]. 李荣辉.湖南大学 2017
[3]多孔尖晶石型镍铁氧体及磁铅石型钡铁氧体的制备及性能研究[D]. 李倩茜.武汉工程大学 2016
[4]金刚石磁性磨料的制备及其磁控研磨加工性能研究[D]. 潘韩飞.南京航空航天大学 2016
[5]基于碱性化学复合镀的磁性磨料制备研究[D]. 张涛.大连理工大学 2015
[6]热压烧结型磁性磨粒的性能研究[D]. 郝广华.太原理工大学 2013
[7]真空热压烧结法制备磁性磨粒及其加工性能的研究[D]. 王军委.太原理工大学 2012
[8]基于CBR-RBR的滚动轴承磨削工艺专家系统研究[D]. 于金振.湖南大学 2010
[9]磁力研磨光整加工及磁性磨料制备技术的研究与应用[D]. 高玉龙.山东理工大学 2009
[10]基于等量磨削的自由曲面磁性研磨的机理和实验研究[D]. 宁静.太原理工大学 2008
本文编号：2899702
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２磨粒对工件切削示意图??Ｆｉｇ．１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｃｕｔｔｉｎｇ?ｏｎ?ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ??
主要应用于磁力研磨领域。本课题所制磁性磨料主要由磨料和磁性??．物质组成，主要应用于固结磨具方面，两种磁性磨料的单颗粒微观结构示意图??如图１．３所示。铁磁相在磁场中应该容易被磁化而产生磁力，结合剂应该使磨??料与铁磁相的结合更加稳定牢固，磨粒是兼有切削、研磨以及抛光作用的一种??高硬度颗粒状物质［２°‘２３］。??图１．３不同磁性磨料单颗粒微观形貌示意图??（ａ）传统磁性磨料；（ｂ）本课题所制磁性磨料??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ａ?ｓｉｎｇｌｅ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ??ａｂｒａｓｉｖｅ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??（ａ）?Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ；?（ｂ）?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｍａｄｅ?ｆｒｏｍ?ｔｈｉｓ?ｓｕｂｊｅｃｔ??１．３．２磁性磨料的性能要求??１．磨粒相??磁性磨料的磨粒相是具有切削、研磨、抛光作用的高硬度颗粒，在研磨加??工中充当切削刃对工件表面进行切削加工，一般应具有以下性能［２４＿２６］：??①
离子火焰中，由于等离子火焰温度高达５０００？１００００°Ｃ，混合料在高温下不断??的熔化成为微液滴，再经过冷却、凝固等过程，便制成了球形的磁性磨料颗粒，??其原理如图１．５所示［５３］。??等离子谇?等离子气体?携修气体与??贊癒装麗?１?病??■：宋■舍??，．．．．．．．．．．．．－－，［，．Ｊ?３??ｙＳＭＭｊｌ??＇ｍｙ?ｉｚ；贼?＾盈??？．?火焰?ｊ￣??ｍ?镲??Ｉ?ｍ?｜??图１．５等离子喷涂法制备磁性磨料原理图??Ｆｉｇ．１．５?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｐｒｅｐａｒｉｎｇ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ??该方法虽然解决了铁磁相与磨料相间润湿性差的问题，但由于等离子火焰??的温度很高，会使磨料颗粒的磨削刃被烧伤而产生钝化，削弱了磨料的磨削能??力，也使磁性磨料寿命缩短。同时，由于等离子喷涂设备较为昂贵，使生产成??本增高，不能达到规模化工业生产的要求。??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂改性纳米氧化铝的条件探究[J]. 曹娟,张永兴,汪效祖,崔朝亮,汪朝晖. 化工新型材料. 2016(12)
[2]模板辅助sol-gel法制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe2O4材料[J]. 高朋召,李冬云,张小亮,晏兵,孙玉坤,徐丽女,马瑞雪. 湖南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[3]碳化硅修饰碳糊电极测定汞离子[J]. 郭凌雁,焦晨旭,冯鹏青,戴虹. 材料导报. 2014(08)
[4]硬车削加工技术对产品质量成本的影响[J]. 胡军增,魏珩. 科技展望. 2014(08)
[5]硅烷偶联剂KH-550表面改性纳米γ-Fe2O3[J]. 陈磊,景宜. 造纸化学品. 2013(02)
[6]磁性磨料制备技术研究新进展[J]. 张桂香,赵玉刚,赵东标. 兵器材料科学与工程. 2012(01)
[7]磨削加工技术的现状[J]. 宋涛,赵恒华. 制造技术与机床. 2011(11)
[8]硅烷偶联剂对纳米Al2O3改性的研究[J]. 陈江华,朱翠玲. 广东化工. 2011(08)
[9]微波烧结法制备磁性磨料的工艺参数[J]. 金国哲,杨林,刘智. 大连工业大学学报. 2008(04)
[10]砂带磨削原理及其应用[J]. 黄智,黄云. 金属加工(冷加工). 2008(24)
博士论文
[1]溶胶凝胶法制备陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究[D]. 胡伟达.湖南大学 2013
[2]雾化快凝磁性磨料制备及其磁力光整加工性能研究[D]. 张桂香.南京航空航天大学 2012
[3]多元尖晶石铁氧体基微纳米纤维的电纺制备、表征与磁性能研究[D]. 向军.江苏大学 2011
硕士论文
[1]表面化学改性法制备非固结磁性磨料工艺与实验研究[D]. 任晓静.太原理工大学 2017
[2]玻璃用无铅喷绘墨水的制备及性能研究[D]. 李荣辉.湖南大学 2017
[3]多孔尖晶石型镍铁氧体及磁铅石型钡铁氧体的制备及性能研究[D]. 李倩茜.武汉工程大学 2016
[4]金刚石磁性磨料的制备及其磁控研磨加工性能研究[D]. 潘韩飞.南京航空航天大学 2016
[5]基于碱性化学复合镀的磁性磨料制备研究[D]. 张涛.大连理工大学 2015
[6]热压烧结型磁性磨粒的性能研究[D]. 郝广华.太原理工大学 2013
[7]真空热压烧结法制备磁性磨粒及其加工性能的研究[D]. 王军委.太原理工大学 2012
[8]基于CBR-RBR的滚动轴承磨削工艺专家系统研究[D]. 于金振.湖南大学 2010
[9]磁力研磨光整加工及磁性磨料制备技术的研究与应用[D]. 高玉龙.山东理工大学 2009
[10]基于等量磨削的自由曲面磁性研磨的机理和实验研究[D]. 宁静.太原理工大学 2008
本文编号：2899702
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