磨粒半径对金刚石研磨加工影响机制的仿真研究

• 作者: 张桐齐 岳晓斌 雷大江 杨宁
• 来源期刊: 金刚石与磨料磨具工程
• 学科: 工学
• 关键词: 金刚石 研磨 分子动力学仿真 磨粒半径
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 89-94
• 页数: 6页
• 分类号: TG58
• 语种: 中文
• DOI: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.1.0015

摘要

为解析金刚石磨粒尺寸变化对金刚石材料研磨质量的影响机制,利用分子动力学方法建立球形刚性金刚石磨粒研磨金刚石工件的模型,研究不同磨粒半径下的磨削力变化规律和应力、相变分布.结果表明:磨粒半径从6a增大到20a(a为金刚石晶格常数),磨削平均法向力和平均切向力均线性增加,但平均法向力增量为平均切向力的3倍;磨粒与工件间的剪切作用相对挤压和摩擦的作用越来越小,且磨削力波动幅度变大表明工件的位错形成更剧烈;同时,磨粒前下方形成的强压应力区和磨粒后方由摩擦引起的集中拉应力区增大,非晶相变区域增大,研磨区后方缺陷增多,工件的加工表面质量变差.当半径为10a、15a和20a的磨粒压入深度为2 nm时,磨粒刻划后的工件表面显微硬度比未刻划时的有所降低,分别减少2.8％、9.6％和18.3％,即磨粒半径增大会显著降低工件表面力学性能.