毕节砂轮磨料

为解决多孔金属结合剂CBN砂轮在高孔隙率下的强度下降问题,采用球形尿素颗粒为造孔剂,制作孔径、孔形和孔隙可控的多孔金属结合剂砂轮磨料层胎体,研究不同载荷情况下的孔隙率和孔隙排布等孔隙结构因素,对多孔金属结合剂磨料层胎体力学性能的影响规律。结果表明:孔隙有序排布时的胎体弹性模量要小于孔隙无序排布的;胎体材料的屈服强度随孔隙率而下降;在相同孔隙率下,孔隙有序排布的胎体,在纵向受压、孔隙正向排布的情况下屈服强度更高。

采用雾化施液化学机械抛光（CMP）的方法,以材料去除速率和表面粗糙度为评价指标,选取适合硒化锌抛光的磨料,通过单因素实验对比CeO2、SiO2和Al2O3三种磨料的抛光效果。结果显示:采用Al2O3抛光液可以获得的材料去除率,为615.19nm/min,而CeO2和SiO2磨料的材料去除率分别只有184.92和78.56nm/min。进一步分析磨料粒径对实验结果的影响规律,表明100nm Al2O3抛光后的表面质量,粗糙度Ra仅为2.51nm,300nm Al2O3的去除速率,达到1 256.5nm/min,但表面存在严重缺陷,出现明显划痕和蚀坑。在相同工况条件下,与传统化学机械抛光相比,精细雾化抛光的去除速率和表面粗糙度与传统抛光相近,但所用抛光液量约为传统抛光的1/8,大大提高了抛光液的利用率。

磨粒流抛光主要用于小尺寸和复杂结构化表面的光整精加工。针对磨料参数选取仅靠其定性选择原则和经验,导致一些工况的磨料选取不合理而严重影响加工质量的问题,提出了一种磨料参数模糊优选的方法。该方法基于模糊数学理论,采用模糊参数优化建立了多目标磨料参数优选模型,结合磨料参数的选择原则和磨料参数之间的影响建立了相对优属度矩阵和权向量,从而量化了不确定性因素。后,通过实际加工实验验证了该方法的合理性和可行性。 对磨料水射流抛光45钢进行了研究,分析了材料的去除机理,在已有材料去除模型基础上,设计了正交实验,对不同参数组合下磨料水射流加工45钢的表面粗糙度、材料去除率进行了MATLAB数据分析,同时从材料去除机理方面对磨料粒度、射流压力、横向进给速度、靶距、喷嘴冲蚀角度等加工参数对于抛光表面质量和材料去除率的影响程度和影响趋势进行了分析。终结合加工面表面粗糙度和材料去除率,选出45钢抛光加工优加工参数组合。

对InP晶片进行了集群磁流变抛光实验,研究了抛光过程中磨料参数（类型、质量分数和粒径）对InP材料去除速率和表面粗糙度的影响。实验结果表明,InP晶片的去除速率随磨料硬度的增加而变大,表面粗糙度受磨料硬度和密度的综合影响;在选取的金刚石、SiC、Al2O3和SiO2等4种磨料中,使用金刚石磨料的InP去除速率,使用SiC磨料的InP抛光后的表面质量。随着SiC质量分数的增加,InP去除速率逐渐增加,但表面粗糙度先减小后。当使用质量分数4%、粒径3μm的SiC磨料对InP晶片进行抛光时,InP去除速率达到2.38μm/h,表面粗糙度从原始的33 nm降低到0.84 nm。
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