【摘要】：金剛石因其高硬度、高耐磨性等特點(diǎn)在加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但磨粒的磨損鈍化導(dǎo)致其加工作用喪失或部分喪失。本文嘗試設(shè)計(jì)與制備一種新型的多晶金剛石,不僅具有金剛石的固有特性,更賦予其去除率高、自銳性好等優(yōu)異的加工性能。本文提出在常壓條件下,通過(guò)陶瓷結(jié)合劑將金剛石粘結(jié)起來(lái),制成多晶結(jié)構(gòu)顆粒,探索制備過(guò)程中各工藝參數(shù)的影響,并將其制成固結(jié)磨料墊(FAP)用于研磨實(shí)驗(yàn),探索磨粒的多晶結(jié)構(gòu)對(duì)其加工性能的影響。主要工作如下:(1)探索了原料金剛石粒徑、結(jié)合劑比例、燒結(jié)溫度對(duì)制備得率和多晶金剛石磨粒微觀形貌的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):原料金剛石的粒徑小,制得的多晶體表面微刃更多,內(nèi)部孔隙較少;結(jié)合劑比例增加,制備得率先增后減,結(jié)合劑與金剛石之間的粘結(jié)由點(diǎn)狀變成層片狀;燒結(jié)溫度提高,制備得率升高,多晶金剛石的硬度增加,結(jié)構(gòu)更加緊密。(2)對(duì)比單晶與多晶金剛石FAP研磨石英玻璃的加工性能。結(jié)果表明:兩者加工后石英表面粗糙度相當(dāng),但多晶金剛石的去除率更高且穩(wěn)定,亞表面損傷層厚度僅為原料金剛石粒徑的1/2。(3)用單因素實(shí)驗(yàn)比較原料金剛石粒徑和燒結(jié)溫度對(duì)加工藍(lán)寶石性能的影響。結(jié)果表明:增大原料金剛石粒徑有利于提高材料去除率,原料粒徑為10-14μm的材料去除率最高,但加工后表面粗糙度增大;燒結(jié)溫度過(guò)高不利于多晶體的自銳,且加工后表面質(zhì)量差,660℃燒結(jié)的多晶金剛石加工性能更好。(4)提出了FAP中多晶金剛石的高效加工機(jī)理。建立FAP中有效磨粒數(shù)、平均切深、材料去除率模型。發(fā)現(xiàn)多晶金剛石可以提高平均切深,減少樹脂凸起對(duì)研磨壓力的分擔(dān),因而具有更高更穩(wěn)定的材料去除率。
【圖文】：

由其發(fā)展過(guò)程可知，磨料可以分為天然和人造兩大類[10]，分類如下（圖1.1）。磨料既可以在游離狀態(tài)直接用于加工，也可以制成具有一定形狀、大小的磨具，即游離磨粒加工和固結(jié)磨粒加工。游離磨粒加工是一個(gè)歷史悠久而又不斷發(fā)展的加工技術(shù)，除了傳統(tǒng)的研磨、拋光，還有近年來(lái)出現(xiàn)的新加工方法，如磁性研磨、彈性發(fā)射加工、流體動(dòng)力拋光、液中研磨、磁流體拋光、擠壓研磨和磨粒噴射加工等。固結(jié)磨粒加工以磨削加工為主，制成的磨具在加工制造業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，，特別適合加工精度要求高、表?

多晶金剛石磨粒的制備和加工性能探索是從探索金剛石內(nèi)部成分結(jié)構(gòu)開始的。1797 年，S組成的，且密度比其他同素異形體大，因而得出可以通圖 1.2）。最早提出石墨到金剛石轉(zhuǎn)變條件方案的是，前蘇條件，一是 5500 大氣壓的高壓，二是 2000℃的高溫。決了設(shè)備條件的限制，在美國(guó)紐約的通用電氣公司研發(fā)ng 和 R.H.Wentorf 四名科學(xué)家成功合成了最早的人造金 1963 年也合成了人造金剛石，是繼美國(guó)、瑞典、前蘇聯(lián)國(guó)家之一。在高溫高壓合成人造金剛石之后，科學(xué)家又61 年，DeCarli 和 Jamieson 將炸藥爆破，石墨在約 3 1了少量的金剛石。在這樣的沖擊波作用下，瞬時(shí)壓力極后立即形成固態(tài)的金剛石。然而壓力的回跌極快，因此。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG731

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2573247