日前,由長(zhǎng)春理工大學(xué)承擔(dān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“納米拋光新工藝理論與試驗(yàn)研究”在長(zhǎng)春通過(guò)專家鑒定。鑒定委員會(huì)專家一致認(rèn)為:該研究成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
據(jù)介紹,現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)對(duì)表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高,表面粗糙度達(dá)到納米級(jí)的超光滑表面有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前,納米級(jí)光滑表面的拋光加工 方法有很多,如傳統(tǒng)的機(jī)械干式拋光和濕式拋光、彈性發(fā)射拋光、動(dòng)壓浮離拋光、電場(chǎng)和磁場(chǎng)拋光、磁流變拋光(MRF)、濕式化學(xué)機(jī)械拋光、干式化學(xué)拋光、固 著磨料拋光等。但對(duì)納米級(jí)拋光加工來(lái)說(shuō),目前還有許多沒(méi)有解決的問(wèn)題,如加工機(jī)理的研究(微觀去除機(jī)理尚不清楚)、如何采用更微細(xì)磨料獲得更高質(zhì)量的表 面、對(duì)應(yīng)某種拋光方法的最佳工藝參數(shù)等等。
長(zhǎng)春理工大學(xué)項(xiàng)目組針對(duì)這些目前還沒(méi)有解決的實(shí)際問(wèn)題展開(kāi)研究,采用冰盤這種新的拋光工藝,對(duì)工程上常用的45鋼、LY12硬鋁、YG6硬 質(zhì)合金三種金屬材料進(jìn)行納米拋光,從理論和實(shí)驗(yàn)上研究這種新的拋光工藝方法。研究了納米級(jí)冰盤拋光機(jī)理,提出了原子結(jié)合能、表面缺陷能、拋光加工機(jī)械能與 冰融化消耗能之間的相互作用關(guān)系,建立了冰盤拋光過(guò)程的能量方程,通過(guò)對(duì)拋光液的質(zhì)譜分析,驗(yàn)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(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了去離子水制作的冰盤對(duì)試件拋光效果好,得出了金屬材料冰盤納米拋光過(guò)程中主軸壓力、冰盤轉(zhuǎn)速、工件盤偏心量、拋光時(shí)間等 工藝參數(shù)對(duì)試件表面粗糙度的影響規(guī)律,優(yōu)化了納米拋光工藝參數(shù)。
據(jù)介紹,該項(xiàng)研究采用的冰盤拋光具有其他方法不具備的優(yōu)點(diǎn)。金屬材料冰盤拋光納米加工是在溫度不高于零度時(shí)進(jìn)行的拋光,被加工工件可避免熱 變形帶來(lái)的加工誤差,使金屬材料表面在與冰盤表面相互作用下,實(shí)現(xiàn)表面材料納米級(jí)甚至原子級(jí)去除;拋光進(jìn)行中冰盤不用修整,且制備簡(jiǎn)單、加工費(fèi)用低,有利 于推廣,并且對(duì)加工環(huán)境無(wú)污染,適應(yīng)綠色制造的發(fā)展方向。冰盤納米拋光加工新技術(shù)可使產(chǎn)品性能得到進(jìn)一步提高,從而促進(jìn)機(jī)械、電子、航空、航天、激光核聚 變等高技術(shù)的發(fā)展。