南京航空航天大学 机电学院 江苏省精密与微细制造技术重点实验室， 江苏南京210016
磨粒的微破碎是影响固结磨料垫研磨性能的主要因素，结合剂的组成与强度影响其微破碎行为。为实现高效研磨加工，探索不同组份的硅基结合剂聚集体磨粒的制备工艺及其研磨加工性能。在840 ℃，880 ℃，920 ℃温度下采用硅含量不同的结合剂制备聚集体金刚石磨粒，观察其微观形貌，并用其制备固结磨料垫，比较其在7 kPa，14 kPa，21 kPa研磨压力下固结硅基聚集体磨料垫研磨K9玻璃的研磨性能。结合剂中硅含量越高、烧结温度越高，结合剂填充越均匀、孔隙分布越合理，聚集体磨粒研磨加工时微破碎越明显，加工性能随之提升；在21 kPa研磨压力下，结合剂中硅含量最高、烧结温度为920 ℃制得的硅基聚集体金刚石磨料所制成的亲水性固结磨料垫研磨K9玻璃效率最高，材料去除率达到63.32 μm/min，表面粗糙度Ra值为0.515 μm。采用固结硅基聚集体金刚石磨料垫可以实现K9光学玻璃的高效研磨。
高效研磨 固结磨料垫 聚集体金刚石 硅基结合剂 high-efficiency lapping fixed abrasives pads agglomerated diamond abrasives silicon-based bind
南京航空航天大学 机电学院 江苏省精密与微细制造技术重点实验室, 江苏 南京 210016
固结磨料研磨过程中磨料的微破碎是实现固结磨料垫自修正特性的主要途径, 研磨压力是影响磨粒微破碎的关键参数。选用单晶金刚石和聚集体金刚石作为磨粒制备固结磨料垫, 在15 kPa压力下以石英玻璃为加工对象进行研磨实验, 比较两者的材料去除率及加工稳定性; 制备了4种陶瓷结合剂含量的聚集体金刚石, 并制备成固结聚集体金刚石磨料垫, 探索了不同压力下的固结聚集体金刚石磨料垫的自修正性能; 分析了研磨后的工件表面粗糙度和表面微观形貌。结果表明: 采用固结聚集体金刚石磨料垫, 研磨后工件表面粗糙度低, 去除效率稳定; 在15～21 kPa的压力下, 结合剂含量次高的聚集体金刚石研磨效率高, 材料去除率达到8.94~12.43 μm/min, 加工性能较稳定, 研磨后的工件表面粗糙度Ra在60 nm左右; 在3.5~7 kPa压力下, 结合剂含量次低的聚集体金刚石研磨性能较稳定, 材料去除率在2.67~3.12 μm/min, 研磨后的表面粗糙度Ra在40 nm左右。高结合剂含量的聚集体金刚石磨粒更适合高研磨压力条件, 而低结合剂的聚集体金刚石磨粒更适合于低研磨压力。
固结磨料垫 聚集体金刚石 陶瓷给合剂含量 材料去除率 自修正 fixed abrasive pad agglomerated diamond ceramic binder concentration material removal rate self-conditioning
