本文關(guān)鍵詞：光纖激光微細(xì)加工釬焊金剛石微結(jié)構(gòu)磨削刃砂輪制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： 釬焊金剛石砂輪 激光微加工 微結(jié)構(gòu)磨削刃 磨削性能 磨損

【摘要】：AlSiC復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比模量、耐高溫、耐磨損、可調(diào)的導(dǎo)熱系數(shù)等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車(chē)、電子、軍工等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,其精密、超精密加工受到越來(lái)越多的重視。而釬焊金剛石砂輪中磨粒的結(jié)合強(qiáng)度高,容屑空間大,鋒利度好等原因,可以滿足各種難加工脆性材料的加工要求。目前釬焊金剛石砂輪由于制備工藝及金剛石石墨化影響,多用于200目以粗的金剛石砂輪制備,難以實(shí)現(xiàn)精密與超精密磨削加工。本文提出使用光纖激光微細(xì)加工技術(shù)對(duì)釬焊金剛石砂輪進(jìn)行微刻蝕,制備微結(jié)構(gòu)磨削刃金剛石砂輪,并研究其對(duì)AlSiC復(fù)合材料的磨削性能與磨損特征。研究了光纖激光微細(xì)加工完整晶型金剛石及CVD金剛石的工藝規(guī)律,分析激光微細(xì)加工的溝槽寬度、深度與激光加工參數(shù)(脈寬,掃描速度,掃描次數(shù)等)的關(guān)系。結(jié)果表明,激光刻蝕微溝槽的寬度和深度隨著激光的脈寬和掃描次數(shù)的增加而增加,隨著掃描速度增加而降低。由于導(dǎo)熱率的不同,完整晶型單晶金剛石比CVD金剛石的刻蝕溝槽寬度和深度略高。設(shè)計(jì)了三種不同的加工路徑軌跡,在CVD金剛石薄膜上刻蝕出三種不同截面V型溝槽。制備了帶有微結(jié)構(gòu)磨削刃的單層有序釬焊金剛石端面砂輪,研究該砂輪磨削50%SiC體積分?jǐn)?shù)的AlSiC復(fù)合材料的磨削性能,分析被加工材料的表面形貌、砂輪磨損、磨屑特征。結(jié)果表明：微結(jié)構(gòu)磨削刃金剛石砂輪可以對(duì)AlSiC復(fù)合材料進(jìn)行有效磨削,其磨削力比普通釬焊金剛石砂輪大幅度降低；磨削后AlSiC復(fù)合材料表面缺陷缺陷主要包括SiC顆粒拔出或破碎形成的微孔洞；金剛石磨粒上的微刃多沿微溝槽形成微破碎,也存在大塊破碎和磨粒鈍化的磨損形式,激光刻蝕微結(jié)構(gòu)磨削刃有助于提高金剛石磨粒在磨削時(shí)破碎率；被加工材料主要是以脆性去除為主,磨屑為極其細(xì)微片狀的粉末。本研究證明微結(jié)構(gòu)磨削刃釬焊金剛石砂輪可以提高砂輪鋒利度,可以對(duì)AlSiC復(fù)合材料進(jìn)行有效磨削。
【關(guān)鍵詞】：釬焊金剛石砂輪 激光微加工 微結(jié)構(gòu)磨削刃 磨削性能 磨損
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG743;TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景與意義13
• 1.2 激光加工技術(shù)13-14
• 1.2.1 激光加工技術(shù)的應(yīng)用13-14
• 1.2.2 激光微細(xì)加工14
• 1.3 激光微細(xì)加工金剛石材料的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 激光在金剛石上刻蝕微結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.2 激光在金剛石砂輪上刻蝕微結(jié)構(gòu)16-18
• 1.4 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 1.4.1 課題來(lái)源18
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)方案21-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料21-23
• 2.1.1 金剛石材料及物理性能參數(shù)21-23
• 2.1.2 AlSiC復(fù)合材料23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置與檢測(cè)儀器23-27
• 2.2.1 光纖激光器24
• 2.2.2 高溫高真空釬焊爐24-25
• 2.2.3 高速加工中心25-26
• 2.2.4 超景深三維顯微系統(tǒng)26
• 2.2.5 激光共聚焦顯微鏡26-27
• 2.2.6 掃描電子顯微鏡27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)研究方案27-29
• 第三章 光纖激光微細(xì)加工金剛石材料的工藝研究29-49
• 3.1 光纖激光微細(xì)加工金剛石工藝研究29-38
• 3.1.1 光纖激光的脈寬對(duì)微細(xì)加工金剛石的微溝槽尺寸影響29-32
• 3.1.2 光纖激光的掃描速度對(duì)微細(xì)加工金剛石的微溝槽尺寸影響32-35
• 3.1.3 光纖激光的掃描次數(shù)對(duì)加工金剛石的微溝槽的尺寸影響35-38
• 3.2 光纖激光去除金剛石材料的機(jī)理分析38-40
• 3.3 光纖激光微細(xì)加工CVD的V型溝槽研究40-47
• 3.3.1 脈寬與掃描頻次對(duì)V型溝槽寬度的影響41-43
• 3.3.2 脈寬與掃描頻次對(duì)V型溝槽深度的影響43-45
• 3.3.3 激光刻蝕的三種V型溝槽微結(jié)構(gòu)的實(shí)際形貌45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 單層有序釬焊金剛石微結(jié)構(gòu)磨削刃砂輪制備工藝研究49-59
• 4.1 基體設(shè)計(jì)及金剛石磨粒在砂輪上的有序排布49-53
• 4.1.1 砂輪基體的設(shè)計(jì)49-50
• 4.1.2 計(jì)算金剛石磨粒在砂輪基體上的金剛石磨粒濃度50-52
• 4.1.3 對(duì)金剛石磨粒的有序排布實(shí)驗(yàn)效果52-53
• 4.2 有序釬焊金剛石砂輪制備及平頂化現(xiàn)象研究53-56
• 4.2.1 對(duì)金剛石磨粒的有序排布實(shí)驗(yàn)效果53-54
• 4.2.2 釬焊后的端面砂輪金剛石磨粒平頂化現(xiàn)象及平頂化54-56
• 4.3 光纖激光微刻蝕帶有微結(jié)構(gòu)磨削刃的端面砂輪56-58
• 4.3.1 激光微刻蝕軌跡設(shè)計(jì)56-57
• 4.3.2 微結(jié)構(gòu)磨削刃的端面砂輪57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 有序釬焊微結(jié)構(gòu)磨削刃砂輪的性能研究59-73
• 5.1 微結(jié)構(gòu)磨削刃砂輪磨削實(shí)驗(yàn)59-64
• 5.1.1 微結(jié)構(gòu)磨削刃金剛石端面砂輪磨削AlSiC復(fù)合材料的性能研究59-64
• 5.2 磨削后材料的表面形貌及端面砂輪的表面形貌觀察64-68
• 5.2.1 被加工材料的表面形貌64-67
• 5.2.2 磨削材料表面粗糙度67-68
• 5.3 釬焊金剛石微刃砂輪的磨損68-72
• 5.3.1 砂輪金剛石磨粒的磨損68-69
• 5.3.2 端面砂輪的金剛石磨粒表面破碎比較69-71
• 5.3.3 端面磨削砂輪加工后金剛石磨粒表面的粘附情況71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與申請(qǐng)的專(zhuān)利81-85
• 致謝85

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