PVA/PF复合凝胶磨具精密磨削碳化硅陶瓷工艺实验研究

• 作者: 冯凯萍 吕冰海 朱国旗 赵天晨 周兆忠
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 凝胶磨具 碳化硅陶瓷 精密磨削 表面质量 超细金刚石 磨损
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 精密与超精密加工|Precision and Ultra-precision Machining
• 页码范围: 347-357
• 页数: 11页
• 分类号: TG580.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.02.035

摘要

目的 针对传统粉末热压成形细粒度金刚石磨具存在颗粒团聚、磨削碳化硅陶瓷容易在表面产生较深划痕的问题,提出一种基于冷冻-解冻凝胶成形的细粒度金刚石磨具,用于精密磨削碳化硅陶瓷,并研究其加工工艺.方法 制备聚乙烯醇-酚醛树脂复合凝胶胶水,将金刚石和填料在凝胶胶水中剪切分散,得到的浆料浇筑在模具中,在–20℃低温条件下反复冷冻,形成胶体,再经干燥、烧结,得到粒度为2.5μm的细粒度金刚石磨削磨具.采用制备的金刚石凝胶磨具磨削碳化硅平面反射镜,对比不同磨具转速、进给速度、磨削深度工艺条件下的表面磨削质量.结果 在低温条件下,聚乙烯醇-酚醛树脂分子链发生了物理交联,形成凝胶体,凝胶结合剂结合强度高,且分布均匀,所制备的凝胶磨具强度高于热压磨具,该方法可以解决传统粉料压制成形方法容易出现物相团聚、微观结构不一致的问题.磨削结果显示,当磨削进给速度为0.008 mm/min、磨具转速为1450 r/min、磨削深度为0.016 mm、转台转速为60 r/min时,获得了表面粗糙度Ra低于3.5 nm的镜面磨削效果,表面质量好于热压磨具磨削效果,3个?100 mm区域平面度PV值均小于0.5μm.结论 采用聚乙烯醇-酚醛树脂复合凝胶成功制备了细粒度金刚石磨削磨具,通过优化磨削工艺参数,为碳化硅平面反射镜镜面加工提供了一种新的加工工艺.