本文關(guān)鍵詞：化學(xué)復(fù)合鍍制備鐵基金剛石磁性磨料工藝研究

  更多相關(guān)文章： 磁力研磨 磁性磨料 化學(xué)復(fù)合鍍 鍍速 表面粗糙度

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展,對零部件可靠性和使用壽命的要求越來越高,工件表面質(zhì)量越來越重要。磁力研磨技術(shù)作為一種非傳統(tǒng)表面光整技術(shù),具有良好的加工柔性和自適應(yīng)性,可以加工平面、圓管內(nèi)外表面、三維曲面等多種形狀工件表面。但磁性磨料制備技術(shù)的不足嚴重制約了磁力研磨技術(shù)在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用�；瘜W(xué)復(fù)合鍍是近20年來發(fā)展起來的用于制備金屬基復(fù)合材料的一種方法,通過在化學(xué)鍍液中添加高硬度或高耐磨性的微小顆粒,使其與鍍層金屬共沉積于工件表面,從而獲得硬度高、耐磨性好的復(fù)合鍍層。本文針對磁性磨料制備技術(shù)中存在的問題,并結(jié)合化學(xué)復(fù)合鍍的優(yōu)勢,提出了酸性化學(xué)復(fù)合鍍制備磁性磨料的工藝方案,主要工作包括以下幾個方面：(1)以鍍速、鍍層硬度和鍍液pH穩(wěn)定性為指標,采用單因素實驗和正交實驗探究了各工藝參數(shù)對化學(xué)鍍液性能的影響規(guī)律,得到了最佳的工藝參數(shù)組合：硫酸鎳30 g/L,次磷酸鈉30 g/L,乳酸21 g/L,DL蘋果酸6 g/L,硫脲1.5 mg/L,丁二酸7.5 g/L,乙酸鈉18 g/L,pH值5.1,溫度85℃,裝載比1.0 dm2/L。對以此工藝配方制備的鍍層進行不同溫度下的熱處理并進行XRD檢測,發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高,鍍層結(jié)構(gòu)由非晶態(tài)向晶態(tài)轉(zhuǎn)變,并生成新相Ni3P,確定了最佳熱處理溫度為400℃,此時硬度最高,達到805.12HV。對鍍層進行熱震實驗和劃痕實驗,鍍層未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,說明鍍層與基體結(jié)合牢固。(2)采用復(fù)合滾鍍的方式制備磁性磨料,以粒徑為0.6 mm的碳鋼小球為鐵磁相,以鍍層金剛石含量為指標,采用正交實驗探究不同粒徑金剛石微粉的最優(yōu)工藝參數(shù)組合。所制備的磁性磨料整個表面均有金剛石磨粒相沉積且分布均勻,沒有團聚現(xiàn)象,磨粒相牢固地鑲嵌于鍍層中。為滿足不同的加工要求,制備了球形和針形兩種系列多種規(guī)格的磁性磨料。(3)在平面磁力研磨裝置上采用球形磁性磨料對45鋼平面進行實驗,研究了加工時間、主軸轉(zhuǎn)速和加工間隙對工件表面粗糙度的影響,確定了合理的工藝參數(shù)值,在此基礎(chǔ)上,探究了磨粒相和鐵磁相粒徑對表面粗糙度和去除率的影響。比較了球形和針形兩種磁性磨料的加工性能并分析其原因。實驗表明通過酸性化學(xué)復(fù)合鍍制備的磁性磨料具有較高的硬度和結(jié)合力,磁力研磨性能優(yōu)良,該課題為磁性磨料的規(guī)模化工業(yè)制備做出了有益的探索。
【關(guān)鍵詞】：磁力研磨 磁性磨料 化學(xué)復(fù)合鍍 鍍速 表面粗糙度
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG73;TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 磁力研磨加工概述10-16
• 1.2.1 磁力研磨加工原理11-13
• 1.2.2 磁力研磨的材料去除機理13-15
• 1.2.3 磁力光整加工技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 磁性磨料概述16-18
• 1.3.1 磁性磨料的性能要求16-17
• 1.3.2 磁性磨料制備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.4 化學(xué)復(fù)合鍍制備磁性磨料的優(yōu)點和存在的問題18-19
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 2 酸性化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層21-34
• 2.1 化學(xué)鍍鎳磷合金機理21-23
• 2.1.1 化學(xué)鍍鎳的熱力學(xué)21
• 2.1.2 化學(xué)鍍鎳的動力學(xué)21-23
• 2.2 化學(xué)鍍鎳液組分剖析23-26
• 2.2.1 主鹽23
• 2.2.2 還原劑23
• 2.2.3 絡(luò)合劑23-25
• 2.2.4 穩(wěn)定劑25-26
• 2.2.5 加速劑26
• 2.2.6 緩沖劑26
• 2.2.7 其他組分26
• 2.3 實驗設(shè)備及試劑26-29
• 2.3.1 實驗材料及試劑26-27
• 2.3.2 實驗設(shè)備27-29
• 2.4 鍍液及鍍層性能測試方法29-31
• 2.4.1 鍍液中鎳、次磷酸根、亞磷酸根含量測定29-30
• 2.4.2 鍍液穩(wěn)定性測試30
• 2.4.3 鍍層性能測試30-31
• 2.5 化學(xué)鍍鎳磷合金工藝31-33
• 2.5.1 鍍液配置31
• 2.5.2 基體前處理31-32
• 2.5.3 施鍍32
• 2.5.4 后處理32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 3 化學(xué)鍍液工藝研究34-52
• 3.1 單因素法探究非主要因素對鍍速的影響34-40
• 3.1.1 裝載比對鍍速的影響34-35
• 3.1.2 攪拌速率對鍍速的影響35-36
• 3.1.3 穩(wěn)定劑種類和濃度對鍍速的影響36-37
• 3.1.4 加速劑種類和濃度對鍍速的影響37-38
• 3.1.5 緩沖劑濃度對鍍速的影響38
• 3.1.6 溫度對鍍速的影響38-39
• 3.1.7 絡(luò)合劑種類和濃度對鍍速的影響39-40
• 3.2 交實驗探究主要因素的影響40-47
• 3.2.1 優(yōu)化正交實驗40-42
• 3.2.2 實驗結(jié)果分析42-47
• 3.3 最終優(yōu)化工藝配方47-49
• 3.4 熱處理溫度與鍍層硬度的關(guān)系及鍍層晶態(tài)結(jié)構(gòu)分析49-50
• 3.5 鍍層與基體結(jié)合力評價50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 4 化學(xué)復(fù)合鍍制備磁性磨料52-64
• 4.1 化學(xué)復(fù)合鍍沉積機理52
• 4.2 實驗設(shè)備52-53
• 4.3 工藝流程53-54
• 4.3.1 金剛石微粉預(yù)處理53
• 4.3.2 鐵磁相表面預(yù)處理53-54
• 4.3.3 施鍍過程及后處理54
• 4.4 工藝參數(shù)的確定54-61
• 4.4.1 正交實驗設(shè)計和結(jié)果54-55
• 4.4.2 金剛石磨粒相5 μm正交實驗結(jié)果分析55-57
• 4.4.3 金剛石磨粒相10 μm正交實驗結(jié)果分析57-58
• 4.4.4 金剛石磨粒相21 μm正交實驗結(jié)果分析58-60
• 4.4.5 正交實驗結(jié)果的整體分析60-61
• 4.5 制備系列磁性磨料61-62
• 4.6 鍍浴老化及壽命62
• 4.7 化學(xué)鍍鎳操作要點及設(shè)備維護62-63
• 4.8 本章小結(jié)63-64
• 5 磁性磨料的磁力研磨性能評價64-71
• 5.1 研磨裝置和研磨方法64
• 5.2 工藝參數(shù)的確定64-66
• 5.3 磨粒相粒徑和鐵磁相粒徑對磁力研磨加工性能的影響66-69
• 5.3.1 不同粒徑磨粒相的加工性能研究66-67
• 5.3.2 不同粒徑鐵磁相加工性能67-69
• 5.4 針形和球形磁性磨料加工性能對比69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 6 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 本文總結(jié)71
• 6.2 工作展望71-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

【參考文獻】

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本文編號：952024