蓝宝石单晶elid磨削表面质量研究

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1、摘要本论文利用了ELID(ElectrolyticIn．ProcessDressing，ELID)方法，对蓝宝石进行塑性磨削研究，同时对青龙玉，微晶玻璃等不同硬度材料进行ELID磨削研究。实验采用了GM73一III型超精密平面磨床，铸铁基短纤维结合剂金刚石砂轮(粒度为W5)，配合在线电解修整，通过调整砂轮单位进给量和砂轮转速，实现了对蓝宝石的塑性切削；并通过对青龙玉，微晶玻璃等脆性材料的ELID磨削，研究了单位进给量和砂轮转速对表面粗糙度的影响。利用表面光度仪(XP一2⋯)、原子力显微镜(AtomicForceMicroscope，AFM)和偏光显微镜(DMRxP)分别对蓝宝石加工表面

2、轮廓、表面形貌和表面加工缺陷进行了分析。并采用X射线衍射小角度掠入射的方法，对蓝宝石加工表面变质层进行了研究。研究结果表明，本实验中，用ELID方法对蓝宝石进行磨削，表面粗糙度值随单位进给量增大而增大，随砂轮转速增大呈先降低后升高的趋势：蓝宝石磨削有脆性断裂和塑性切削两种模式；当单位进给量为l岬，砂轮转速为1900rpm时，蓝宝石处于塑性域磨削，得到表面粗糙度值为3．2nm。利用ELID方法，与传统磨削抛光相比，大大减少了蓝宝石材料表面的加工缺陷，实现了以磨代抛，提高了加工效率，蓝宝石加工表面变质层厚度仅为2．33Inn，满足了蓝宝石基片作为功能材料的精度要求和光学要求。本实验用ELI

3、D方法磨削不同硬度的脆性材料，均满足表面租糙度随砂轮转速增加而先降低后增大的趋势，且最低表面粗糙度对应的砂轮转速随材料硬度增大而降低。关键词ELID：蓝宝石；塑性切削；加工缺陷；表面变质层燕山人学J二学硕士学位论文AbstractThesurfaceofsapphirecrystalgrindedunderductilemodewasdiscussedwiththeElectrolyticIn-ProcessDressing(ELID)methodinthispaper．Differenthardnessmaterials，suchasjadeandglassceramic，werea

4、lsoresearchedunderELIDgrinding．Inthisexperiment，theductilecuttingmodeofsapphirecrystalhasbeenachievedviachangingthefeedrateandtherotationspeedofgrindingwheel．Allthesapphirecrystalwere酣ndedbyELIDmethodonsurfacegrinderthattypeisGM73一111andshortcastironfibersbondeddiamondgrindingwheel．Viagrindingja

5、deandglassceramicwitllELIDmethod，theeffectoffeedrateandrotationspeedtosurfaceroughnesshadbeenresearched．Thesurfaceprofile，surfacetopographyandmanufacturingdeficiencyhadbeenresearchedseparatelybyusingprofilometer(XP一2⋯)．AtomicForceMicroscope(AFM)andpolarizationmicroscope(DMRXP)．Thenthemetamorphic

6、layerWasstudiedbygrazingincidenceX-raydiffractionmethod．TheresultshowedthatthesurfaceroughnessofsapphirecrystalgrindedbyELIDmethodincreaseswiththefeedrateincreasing，andthesurfaceroughnessdecreasesatfirstandthenincreaseswiththerotationspeedincreasing．TherearetwomodewhenthesapphirecrystalWasgrinde

7、d，suchasbrittlefractureandductilecutting．WhenthefeedrateWas1I．tmandtherotationspeedWas1900rpm，thesapphirecrystalWas咖ndedunderductilecuring，thesurfaceroughnessofsapphirecrystalWas3．2nnl．Themanufacturingdeficiencyofsapphirecry