本文關(guān)鍵詞：拉伸模具內(nèi)孔CVD金剛石薄膜的拋光技術(shù)研究

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【摘要】：化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)金剛石涂層拉伸模具具有天然鉆石模具的光潔度、聚晶金剛石模具的耐磨性和硬質(zhì)合金模具的抗?jié)q性,是新一代極具競爭力的拉拔模具。然而到目前為止,對于CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔拋光的有關(guān)研究未見報(bào)道。本文開展了拉伸模具內(nèi)孔CVD金剛石薄膜的拋光技術(shù)研究,主要內(nèi)容包括裝置的研制、機(jī)械拋光工藝研究和化學(xué)機(jī)械拋光工藝研究三個(gè)部分。具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)在對專用拋光裝置研究基礎(chǔ)上,采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,對模具夾具及傳動(dòng)模塊、拋光頭及其傳動(dòng)模塊、電磁感應(yīng)加熱模塊、拋光裝置床身模塊等進(jìn)行了設(shè)計(jì),加工和選購所需零部件并進(jìn)行了組裝和調(diào)試,研制成功了拉伸模具內(nèi)孔CVD金剛石薄膜涂層的專用拋光裝置。(2)對于機(jī)械拋光工藝研究,發(fā)現(xiàn):依次采用自制的含有不同金剛石顆粒的拋光頭對金剛石涂層進(jìn)行粗拋和半精拋,其Ra在拋光初始階段下降較快,后續(xù)下降較慢,并趨于平緩;適當(dāng)增大模具轉(zhuǎn)速,涂層在單位時(shí)間內(nèi)被金剛石拋光頭微切削的次數(shù)增加,涂層表面的尖峰會(huì)更快的被削平,拋光效率提高;適當(dāng)增加拋光載荷,涂層表面的晶粒受到更大的剪切力,晶粒也就越易破裂和脫落,拋光效率也得到提高;采用優(yōu)選的機(jī)械拋光工藝,對初始粗糙度為4.1 um的金剛石涂層經(jīng)過1.5h的粗拋光、3h的半精拋光后,表面粗糙度可達(dá)到0.085 um。(3)對于化學(xué)機(jī)械拋光工藝研究,發(fā)現(xiàn):分別用碳化硼銅和碳化鎢銅合金復(fù)合拋光頭對金剛石涂層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,硬度較高的碳化硼銅合金復(fù)合拋光頭拋光效率較高;適當(dāng)提高模具溫度可以加快金剛石涂層石墨化的過程,提高拋光效率,但溫度過高,會(huì)減弱化學(xué)機(jī)械拋光中的機(jī)械作用;采用優(yōu)選后的化學(xué)機(jī)械拋光工藝,初始粗糙度為0.085 um的金剛石涂層經(jīng)過4h的化學(xué)機(jī)械拋光后,表面粗糙度可達(dá)到0.028 um。
【關(guān)鍵詞】：CVD金剛石薄膜 拉伸模具 機(jī)械拋光 化學(xué)機(jī)械拋光 CVD金剛石涂層拉伸模具
【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】：2016
【分類號(hào)】：TG580.692;TG305
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 引言13
• 1.2 金剛石的結(jié)構(gòu)13
• 1.3 金剛石膜的性質(zhì)及應(yīng)用13-14
• 1.4 金剛石膜的拋光機(jī)理14-16
• 1.5 金剛石膜的拋光技術(shù)16-21
• 1.5.1 機(jī)械拋光16-17
• 1.5.2 化學(xué)輔助機(jī)械拋光17
• 1.5.3 熱化學(xué)拋光17-18
• 1.5.4 等離子體刻蝕拋光18-19
• 1.5.5 離子束拋光19
• 1.5.6 激光拋光19
• 1.5.7 其他拋光19-20
• 1.5.8 各拋光方法的特點(diǎn)比較20-21
• 1.6 課題的研究背景、重要性及意義21-22
• 1.7 有關(guān)金剛石涂層拉伸模具研究的介紹22
• 1.8 本文的研究內(nèi)容及技術(shù)路線22-25
• 第二章 CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的拋光裝置研制25-33
• 2.1 引言25
• 2.2 CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的拋光裝置的總體設(shè)計(jì)25-28
• 2.2.1 CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的拋光的原理25-26
• 2.2.2 CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的拋光裝置的總體設(shè)計(jì)26
• 2.2.3 拋光裝置各模塊功能26-28
• 2.3 CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的拋光裝置各模塊設(shè)計(jì)28-32
• 2.3.1 模具裝夾及傳動(dòng)設(shè)計(jì)28-30
• 2.3.2 拋光頭及傳動(dòng)設(shè)計(jì)30-31
• 2.3.3 電磁感應(yīng)加熱選用31
• 2.3.4 拋光裝置床身設(shè)計(jì)31-32
• 2.4 CVD金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的拋光裝置32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的機(jī)械拋光工藝研究33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)條件33-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料33-34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備34-36
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法36
• 3.4 粗拋實(shí)驗(yàn)36-45
• 3.4.1 模具轉(zhuǎn)速對拋光效果的影響36-38
• 3.4.2 拋光載荷對拋光效果的影響38-41
• 3.4.3 粗拋實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)的優(yōu)選值41-43
• 3.4.4 考慮拋光頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)的粗拋實(shí)驗(yàn)43-45
• 3.5 半精拋實(shí)驗(yàn)45-50
• 3.5.1 模具轉(zhuǎn)速對拋光效果的影響45-47
• 3.5.2 拋光載荷對拋光效果的影響47-49
• 3.5.3 半精拋實(shí)驗(yàn)的優(yōu)選值49-50
• 3.6 機(jī)械拋光實(shí)驗(yàn)優(yōu)化50-51
• 3.7 高效機(jī)械拋光分析51
• 3.8 本章小結(jié)51-53
• 第四章 金剛石涂層拉伸模具內(nèi)孔的化學(xué)機(jī)械拋光工藝研究53-59
• 4.1 引言53
• 4.2 拋光頭材料選擇的實(shí)驗(yàn)53-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)條件及安排53-54
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析54-55
• 4.3 溫度對化學(xué)機(jī)械拋光的影響實(shí)驗(yàn)55-57
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)條件及安排55-56
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析56-57
• 4.4 化學(xué)機(jī)械拋光工藝參數(shù)的優(yōu)選值57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：697851