藍(lán)寶石單晶ELID磨削表面質(zhì)量研究.pdf

1、本論文利用了ELID(Electrolytic In-Process Dressing，ELID)方法，對藍(lán)寶石進(jìn)行塑性磨削研究，同時對青龍玉，微晶玻璃等不同硬度材料進(jìn)行ELID磨削研究。實驗采用了GM73-Ⅲ型超精密平面磨床，鑄鐵基短纖維結(jié)合劑金剛石砂輪(粒度為W5)，配合在線電解修整，通過調(diào)整砂輪單位進(jìn)給量和砂輪轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了對藍(lán)寶石的塑性切削；并通過對青龍玉，微晶玻璃等脆性材料的ELID磨削，研究了單位進(jìn)給量和砂輪轉(zhuǎn)速對表面粗糙度的

2、影響。利用表面光度儀(XP-2<'TM>)、原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)和偏光顯微鏡(DMRXP)分別對藍(lán)寶石加工表面輪廓、表面形貌和表面加工缺陷進(jìn)行了分析。并采用X射線衍射小角度掠入射的方法，對藍(lán)寶石加工表面變質(zhì)層進(jìn)行了研究。 研究結(jié)果表明，本實驗中，用ELID方法對藍(lán)寶石進(jìn)行磨削，表面粗糙度值隨單位進(jìn)給量增大而增大，隨砂輪轉(zhuǎn)速增大呈先降低后升高的趨勢；藍(lán)寶石磨削有脆性斷裂和塑性切削兩

3、種模式；當(dāng)單位進(jìn)給量為1μm，砂輪轉(zhuǎn)速為1900 rpm時，藍(lán)寶石處于塑性域磨削，得到表面粗糙度值為3.2nm。利用ELID方法，與傳統(tǒng)磨削拋光相比，大大減少了藍(lán)寶石材料表面的加工缺陷，實現(xiàn)了以磨代拋，提高了加工效率，藍(lán)寶石加工表面變質(zhì)層厚度僅為2.33μm，滿足了藍(lán)寶石基片作為功能材料的精度要求和光學(xué)要求。本實驗用ELID方法磨削不同硬度的脆性材料，均滿足表面粗糙度隨砂輪轉(zhuǎn)速增加而先降低后增大的趨勢，且最低表面粗糙度對應(yīng)的砂輪轉(zhuǎn)速隨材