摘要 日前,由長春理工大學承擔的應用基礎研究項目“納米拋光新工藝理論與試驗研究”在長春通過專家鑒定。鑒定委員會專家一致認為:該研究成果達到國際先進水平。據介紹,現代機械制造業對表面質量的...
日前,由長春理工大學承擔的應用基礎研究項目“納米拋光新工藝理論與試驗研究”在長春通過專家鑒定。鑒定委員會專家一致認為:該研究成果達到國際先進水平。據介紹,現代機械制造業對表面質量的要求越來越高,表面粗糙度達到納米級的超光滑表面有著越來越廣泛的應用。目前,納米級光滑表面的拋光加工方法有很多,如傳統的機械干式拋光和濕式拋光、彈性發射拋光、動壓浮離拋光、電場和磁場拋光、磁流變拋光(MRF)、濕式化學機械拋光、干式化學拋光、固著磨料拋光等。但對納米級拋光加工來說,目前還有許多沒有解決的問題,如加工機理的研究(微觀去除機理尚不清楚)、如何采用更微細磨料獲得更高質量的表面、對應某種拋光方法的最佳工藝參數等等。
長春理工大學項目組針對這些目前還沒有解決的實際問題展開研究,采用冰盤這種新的拋光工藝,對工程上常用的45鋼、LY12硬鋁、YG6硬質合金三種金屬材料進行納米拋光,從理論和實驗上研究這種新的拋光工藝方法。研究了納米級冰盤拋光機理,提出了原子結合能、表面缺陷能、拋光加工機械能與冰融化消耗能之間的相互作用關系,建立了冰盤拋光過程的能量方程,通過對拋光液的質譜分析,驗證了理論研究的正確性;研究了冰盤拋光金屬材料的新工藝,研制出納米拋光工具,通過試驗發現了去離子水制作的冰盤對試件拋光效果好,得出了金屬材料冰盤納米拋光過程中主軸壓力、冰盤轉速、工件盤偏心量、拋光時間等工藝參數對試件表面粗糙度的影響規律,優化了納米拋光工藝參數。
據介紹,該項研究采用的冰盤拋光具有其他方法不具備的優點。金屬材料冰盤拋光納米加工是在溫度不高于零度時進行的拋光,被加工工件可避免熱變形帶來的加工誤差,使金屬材料表面在與冰盤表面相互作用下,實現表面材料納米級甚至原子級去除;拋光進行中冰盤不用修整,且制備簡單、加工費用低,有利于推廣,并且對加工環境無污染,適應綠色制造的發展方向。冰盤納米拋光加工新技術可使產品性能得到進一步提高,從而促進機械、電子、航空、航天、激光核聚變等高技術的發展。