霧化快凝磁性磨料制備及其磁力光整加工性能研究.pdf

1、磁力光整加工技術，作為一種先進的光整加工工藝，在航空、航天、機械、儀器、儀表、醫(yī)療器械等精密光整加工的許多領域具有廣泛的應用前景。在磁力光整加工技術中，磁性磨料起著至關重要的作用，甚至決定著加工零件的表面質量。然而，目前制備的磁性磨料，存在著形狀不規(guī)則、加工效率低、使用壽命短、工藝復雜、成本高等問題，已經(jīng)成為磁力光整加工技術亟待解決的瓶頸問題。為此，本文提出一種新的磁性磨料制備方法——霧化快凝磁性磨料制備方法。通過改進氣體霧化快速凝固制

2、粉系統(tǒng)，使高壓霧化氣體與陶瓷硬質磨料粉末預先混合后，再霧化熔融態(tài)的鐵磁性合金基體液流，然后快速凝固的方法制備球形復合磁性磨料，并將其應用于導磁和非導磁材料的磁力光整加工中。
　　本文的主要研究工作和創(chuàng)新點如下:
　　(1)深入研究金屬及其合金粉末氣體霧化快速凝固制備系統(tǒng)的結構組成，基于磁性磨料的性能要求，研制霧化快凝球形復合磁性磨料制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠解決傳統(tǒng)陶瓷/鐵基合金復合材料體系中陶瓷相與鐵基體相很難相容的技術難題，使

3、磁性磨料粉末制備工藝簡單，成本低，產量高，可實現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)生產。
　　(2)基于磁性磨料的理想微觀形貌和性能要求，對陶瓷/鐵基合金復合材料制備工藝、鐵磁性合金磁性能和霧化快凝工藝特點進行研究，確定適合該工藝條件下球形復合材料的組成配比;成功制備符合磁性磨料性能要求和理想結構模型的Al2O3/鐵基合金球形復合磁性磨料和SiC/鐵基合金球形復合磁性磨料。
　　(3)借助掃描電鏡、能譜儀和X射線衍射儀，試驗研究霧化快凝工藝條件下球

4、形復合磁性磨料的形成機理、影響因素和界面微結構。結果表明，只有對霧化快凝工藝參數(shù)、鐵基體成分合金化和流體動力學效應影響因素的綜合控制，才能制備出符合性能要求的球形復合磁性磨料;其界面微觀結構:Al2O3/鐵基合金球形復合磁性磨料是機械結合、溶解與潤濕結合的混合結合;SiC/鐵基合金球形復合磁性磨料是冶金反應潤濕結合。
　　(4)研究磁力光整加工系統(tǒng)的技術特點，根據(jù)磁通量連續(xù)原理和安培環(huán)路定理，設計并研制Nd-Fe-B稀土永磁磁極的

5、開路磁場磁力光整加工系統(tǒng)。在該系統(tǒng)上，進行不導磁材料316L不銹鋼和導磁材料S136模具鋼的磁力光整加工性能試驗。結果表明，Al2O3/鐵基合金球形復合磁性磨料和SiC/鐵基合金球形復合磁性磨料都可實現(xiàn)高效率和納米級表面粗糙度水平的光整加工，工件的表面質量得到明顯改善，表面粗糙度最低可達Ra10nm以下。
　　(5)通過磁力光整加工試驗研究所制備球形復合磁性磨料的磨損特征和使用壽命。結果顯示，Al2O3/鐵基合金球形復合磁性磨料和