| 日前,由长春理工大学承担的应用基础研究项目“纳米抛光新工艺理论与试验研究”在长春通过专家鉴定。鉴定委员会专家一致认为:该研究成果达到国际先进水平。
据介绍,现代机械制造业对表面质量的要求越来越高,表面粗糙度达到纳米级的超光滑表面有着越来越广泛的应用。目前,纳米级光滑表面的抛光加工方法有很多,如传统的机械干式抛光和湿式抛光、弹性发射抛光、动压浮离抛光、电场和磁场抛光、磁流变抛光(MRF)、湿式化学机械抛光、干式化学抛光、固着磨料抛光等。但对纳米级抛光加工来说,目前还有许多没有解决的问题,如加工机理的研究(微观去除机理尚不清楚)、如何采用更微细磨料获得更高质量的表面、对应某种抛光方法的最佳工艺参数等等。
长春理工大学项目组针对这些目前还没有解决的实际问题展开研究,采用冰盘这种新的抛光工艺,对工程上常用的45钢、LY12硬铝、YG6硬质合金三种金属材料进行纳米抛光,从理论和实验上研究这种新的抛光工艺方法。研究了纳米级冰盘抛光机理,提出了原子结合能、表面缺陷能、抛光加工机械能与冰融化消耗能之间的相互作用关系,建立了冰盘抛光过程的能量方程,通过对抛光液的质谱分析,验证了理论研究的正确性;研究了冰盘抛光金属材料的新工艺,研制出纳米抛光工具,通过试验发现了去离子水制作的冰盘对试件抛光效果好,得出了金属材料冰盘纳米抛光过程中主轴压力、冰盘转速、工件盘偏心量、抛光时间等工艺参数对试件表面粗糙度的影响规律,优化了纳米抛光工艺参数。
据介绍,该项研究采用的冰盘抛光具有其他方法不具备的优点。金属材料冰盘抛光纳米加工是在温度不高于零度时进行的抛光,被加工工件可避免热变形带来的加工误差,使金属材料表面在与冰盘表面相互作用下,实现表面材料纳米级甚至原子级去除;抛光进行中冰盘不用修整,且制备简单、加工费用低,有利于推广,并且对加工环境无污染,适应绿色制造的发展方向。冰盘纳米抛光加工新技术可使产品性能得到进一步提高,从而促进机械、电子、航空、航天、激光核聚变等高技术的发展。 |
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