华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (9): 113-120.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.09.018
李敏1 袁巨龙1,2 吕冰海2† 姚蔚峰2 戴伟涛2
Li Min1 Yuan Ju-long1,2 Lü Bing-hai2 Yao Wei-feng2 Dai Wei-tao2
摘要: 基于剪切增稠抛光( STP) 的加工原理分析Si3N4陶瓷超精密加工的控制策略,考察所制备的含有立方氮化硼( CBN) 磨粒的剪切增稠抛光液的流变行为,分析工件抛光前后表面形貌变化及表层应力状态,研究其抛光特性. 结果表明: 抛光液具有可逆的剪切增稠与稀化效应,可达到 STP 加工工艺用抛光液的要求; 改变磨粒粒径,可以控制 Si3N4加工效率与表面质量,且材料去除量和表面粗糙度的理论值能够反映试验值的变化; STP 加工Si3N4为持续微切削的“柔性抛光”,初期为脆性剪切、粘着磨损去除,后期为塑性去除; 当磨粒粒径达到纳米级时,表层应力状态由初始残余拉应力变为压应力,说明 STP 不仅能高效去除原有表面损伤层而且新引入的损伤小; 随着抛光时间的延长,去除量先快速增大而后趋缓; 抛光 90 min 后,去除率由初期的 5. 00 ~2. 40 μm/h 降至 3. 24 ~2. 04 μm/h,表面粗糙度 R a 由108.9 ~111.1nm 降至22.0 ~10.7nm;抛光150min 后,Ra 可降至 9. 6 ~7. 2nm,实现了Si3N4陶瓷粗抛后的精密抛光.
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