贺美云[1]2003年在《磁性磨料的烧结法制备及其加工特性的分析研究》文中研究说明磁性研磨加工技术是光整加工的新工艺、新技术，由于其独特的加工特点，即磁性磨料自锐性好，与加工表面适应性好及磁性磨料磁刷柔性好，所以磁性研磨加工技术不断获得发展并在生产领域得以迅速推广。而作为磨具的磁性磨料是磁性研磨加工的关键所在，为此，本文分析研究了磁性磨料磨粒的磨削机理，并在此基础上提出了磁性研磨加工技术对磁性磨料性能的要求。在对磁性磨料的组成成分、结构形状、规格大小、研磨压力的形成以及磁性磨料的制备方法进行分析研究的基础上，提出烧结法制备磁性磨具。作者从理论上揭示了原料粉末的特性和粉末冶金生产工艺中各个环节对烧结而成的磁性磨料性能的影响，为如何确立制备方案提供了理论依据。并通过实验证明了烧结制备磁性磨料的可行性。而且就所烧制的磁性磨料进行了加工特性的实验研究，确定了最佳的实验参数，分析了磨料的不同材料、不同配比成分、不同磨料粒度、以及不同烧结温度的加工特性，比较了烧结磁性磨料和粘结磁性磨 太原理工大学硕士学位论文料的加工效果，并对其经济性进行了分析，最终获得了影响烧结磁性磨料加工效果的实验资料。进而为磁性研磨加工的推广应用获得了有实际参考价值的工艺参数。
范春利[2]2008年在《磁性磨粒的研制及其加工性能的实验分析与研究》文中认为目前,磁性研磨加工的推广应用在很大程度上仍然受到磁性磨料的制约,具有高的性价比的磁性磨料的制备,仍然是目前迫切需要解决的主要问题。本文从磁性磨粒研磨的加工机理入手,深入研究了与磁性磨料加工效果有关的研磨压力和磁性磨粒的磨削机理。同时从磨粒的微观结构进行磨削作用的分析,掌握了磁性磨粒加工的实质。为了制取磁性磨料磨粒,作者认真研究了与此相关的粉末冶金知识,从理论上揭示了原料粉末的特性和粉末冶金生产工艺中各个环节对热压烧结、SPS烧结和粘结叁种方法制备的磁性磨料性能的影响,为如何确立制备方案提供了理论依据。本文在收集并研究了制备磁性磨料的几种方法后,在此基础上研制出热压烧结、SPS烧结和粘结的磁性磨料。并对这叁种方法制取磁性磨料磨粒的工艺规程进行详细的分析和设计。本文通过大量的实验,找出了影响磁性磨料加工效果的各种因素对加工质量和效率的影响规律。通过对热压烧结磁性磨料、SPS烧结磁性磨料和粘结磁性磨料进行了比较研究,得出烧结磁性磨料耐用度高、加工效率和加工得到的表面质量好,但成本要略高;粘结法制的磁性磨料结合强度较好,在高温条件下容易破碎脱落,但使用性能好,成本低;而SPS烧结磁性磨料虽然成本较高,但其耐用度很高,加工效率和加工得到的表面光洁度比较好,使用寿命较长,是一种很有发展研究价值的磁性磨料。本课题通过实验比较分析使磁性磨料磨粒在磁性研磨加工技术的推广应用获得了有实际参考价值的工艺参数。
杜娜[3]2012年在《Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料的制备及其性能研究》文中认为本文采用热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等实验手段系统地研究了Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料的成分设计、制备工艺、物相组成、显微组织、力学性能和研磨性能之间的关系。通过概述磁力研磨加工技术及其研究进展，总结了磁性磨料在研磨过程中的加工机理、受力分析、影响因素等问题；并通过概述磁性磨料及其制备技术的研究进展，提出了目前在磁性磨料制备方面存在的问题，从而提出了本文研究的目的和意义。研究了Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料在真空烧结过程中的物理化学变化。得出的结论主要有：在900℃以下，部分Mo与C反应生成了Mo2C，Cr通过固态扩散固溶到Fe基体中；Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料的最终物相由Fe、Fe-Cr粘结相和Al_2O_3、TiC磨粒相组成。研究了真空烧结工艺对Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料物相组织、力学性能和研磨性能的影响。结果表明：在烧结过程中，适当的液相烧结能提高Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料的研磨性能和使用寿命。在1220℃下烧结2h后，Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料烧结体能获得较高的致密度和良好的力学性能；对45钢研磨加工后，工件表面粗糙度达0.314μm，磁性磨料使用寿命为36min。研究了磨粒相中Al_2O_3含量对Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料物相组织、力学性能和研磨性能的影响。研究表明，Al_2O_3含量为15%时，Al_2O_3和TiC颗粒在Fe基体中分布均匀，颗粒尺寸适当，以此成分制备的磁性磨料力学性能适度，研磨性能和使用寿命相对较好。烧结体线收缩率为1.7%，相对密度为63.6%，维氏显微硬度值为525.1HV，抗弯强度值为105.9MPa，磨料的单颗粒抗压强度值为45.8MPa。研究了合金元素Si、Ni对Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料物相组成、力学性能和研磨性能的影响。研究表明，Si在烧结过程中降低了液相点温度值，其含量为5wt%时，充分进行的液相烧结使磨粒相分布均匀，从而提高了烧结体的致密度和力学性能，对45钢磁力研磨后，被加工工件的表面粗糙度值达到了0.275μm，磁性磨料使用寿命达到了39min。Ni添加量为10%时能显着改善磁性磨料基体和磨粒相之间的润湿性，磁力研磨后45钢工件表面粗糙度值为0.301μm，使用寿命为33min；而当Ni添加量为15%时，磁性能的降低导致磁性磨料不能沿磁力线方向排列成“磨料刷”，从而不能对工件进行研磨加工。
高小龙[4]2011年在《TiC/Fe磁性磨料的制备及其性能研究》文中研究说明本论文采用真空烧结法制备了TiC/Fe磁性磨料,并采用热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)等实验手段系统地研究了TiC/Fe磁性磨料的成分、制备工艺、组织和性能等之间的关系,同时研究了TiC/Fe磁性磨料的磁性研磨加工性能。首先总结了磁性研磨加工的机理、特点和磁性研磨的主要影响因素,综述了磁性研磨研究进展;其次概述了磁性磨料的组成、结构、性能要求,综述了磁性磨料制备技术的研究进展。在此基础上,提出了本文的研究目的和意义。研究了添加Mo、Cr元素的TiC/Fe磁性磨料在烧结过程中的主要物理化学变化。得出如下结论:TiC/Fe磁性磨料在烧结过程中,当温度低于1150℃时,Cr主要固溶于Fe基体中,部分Mo在TiC表面形成一薄层富Mo包覆相;在1150℃~1200℃时,试样中出现液相,在溶解-析出机制作用下,TiC颗粒表面形成明显的富Mo不完整环形相。研究了真空烧结工艺对TiC/Fe磁性磨料组织和性能的影响。结果表明:在烧结过程中,一定温度和时间下的液相烧结有利于提高TiC/Fe磁性磨料的研磨性能和使用寿命。试样经1180℃保温2h,能获得较高的致密度,且组织分布较均匀,相对易于破碎制成磁性磨粒;工件45钢和SUS304经研磨加工后的表面粗糙度分别达到Ra0.30μm和Ra0.35μm,且加工工件45钢时,磁性磨料的使用寿命达33min。研究了化学成分C、Mo和B_4C对TiC/Fe磁性磨料组织和性能的影响。结果表明:C含量为0.6wt%时,磁性磨料的研磨性能更好,使用寿命更长,且相对易于破碎制成磁性磨粒。Mo的加入显着改善了Fe基体与TiC颗粒的润湿性,使试样组织分布均匀化,其含量为4.2wt%时,力学性能、研磨性能和使用寿命相对较好。试样中加入B4C时,B4C与Fe反应生成了Fe_2B,降低了TiC/Fe磁性磨料的磁性能,并且试样中硬质相团聚严重,界面结合变差,从而TiC/Fe使磁性磨料的研磨性能和使用寿命降低。研究了影响磁性研磨加工效果的主要因素。结果表明:磁性研磨加工因素对去除量和表面粗糙度Ra的影响程度从大到小依次为磁场强度、工作间隙、磁极转速;最佳的工艺参数为1.4T、1.5mm和2500r/min,此时,工件45钢经加工后Ra达到0.19μm,采用不同磁性磨料对工件进行磁性研磨加工,对比发现TiC/Fe磁性磨料的研磨性能和使用寿命最好,且TiC/Fe磁性磨料的研磨性能随TiC/Fe磁性磨料粒度与TiC粒度增加而降低。
孟利[5]2008年在《粘结磁性磨料制备工艺及其研磨性能研究》文中研究说明磁力研磨加工(Magnetic Abrasive Finishing MAF)是通过磁场对磁性磨料的作用进行研抛加工的新方法,研磨过程中磁性磨料与加工表面柔性接触容易控制,已经开始用于模具曲面、不锈钢净气瓶内壁等零件表面的光整加工。磁力研磨加工过程中需要不断消耗磁性磨料,具有良好性价比的磁性磨料是影响磁力研磨加工效果的关键因素。虽然国内外对磁力研磨加工进行了大量研究,但磁性磨料至今尚未商品化,磁性磨料已经成为磁力研磨加工技术发展的一个技术瓶颈。本文针对磁性磨料制备技术存在的问题进行了磁性磨料制备及其性能的研究。首先分析了目前现有磁性磨料制备方法,分析比较了各种制备方法的难易程度及设备成本,选择低成本的粘结法制备磁性磨料作为研究对象。通过对磁性磨粒性能、粘结理论及粘结工艺等技术的分析,制定了粘结磨料混料、粘结、压饼、破碎、筛分等制备工艺路线,制备了以氧化铝和碳化硅为硬质相的磁性磨料,并针对热塑模具钢对上述磁性磨料的加工效果进行了实验对比和分析。结果表明,两种磁性磨料均具有较好的研磨性能,氧化铝基磁性磨料在降低加工表面粗糙度和耐用度方面均要优于碳化硅磁性磨料,最终磁力研磨加工表面粗糙度可以达到Ra0.1μm左右。其次为了提高模具曲面磁力研磨加工的表面质量和形状精度,借鉴珩磨加工技术的原理,提出了2维曲面数控磁力研磨加工工艺方法,设计了结构简单的镶嵌式永磁研磨工具和数控加工程序,磁力研磨加工实验结果表明效果良好。对提高模具曲面分型面光整加工的效率、降低工人的劳动强度、提高合模精度等方面有积极意义。
黄玉红[6]2010年在《烧结法制备磁性磨料》文中指出磁力研磨加工技术是一种很有前途的光整加工新工艺,具有设计成本低、加工效率高、操作容易、环境污染低、能源消耗少、容易自动化等优点,因此,磁力研磨加工技术不断获得发展,并在生产中得到广泛应用。而作为该技术磨具的磁性磨料是磁力研磨加工的关键所在,为此,本文分析了磁性磨料磨粒的磨削机理,并在此基础上提出了磁力研磨加工对磁性磨料性能的要求。在对研磨压力的形成、磁性磨料的组成成分、结构形状及磁性磨料的制备方法分析研究的基础上,提出了常压固相烧结制备磁性磨料的方法。在传统烧结法的基础上,我们采用高温无机粘结剂替代钛、钼等贵重金属粘结组分,并通过溶胶-凝胶法在铁粉表面包覆SiO2,在无气氛保护的常压烧结电炉中制备了一系列磁性磨料。研究了烧结温度、烧结时间、压制压力、原料配比、铁磁相种类、磨粒相粒径和烧结气氛对磁性磨料性能的影响,确定了最终的实验参数,并在此条件下制备了一系列磁性磨料。采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)表征了磁性磨料的形貌和元素组成,采用X-射线衍射仪(XRD)研究了磁性磨料的物相组成,并通过实验对磁性磨料进行了研磨性能测试和耐用度分析。实验结果表明,烧结法制备的磁性磨料主要由α-Fe、Al2O3、Fe2O3、AlFeO3等相组成,其形状多为不规则的棱状结构；磁性磨料具有良好的研磨效果和较长的使用时间,研磨工件的表面粗糙度可达到0.12μm,使用时间可达24 min以上。另外,我们以硅铁粉、白刚玉及耐高温无机粘结剂为原料进行了探索实验,研究了烧结温度、烧结时间和压制压力对磁性磨料结合度的影响,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线能量色散仪表征了磁性磨料的形貌和元素组成。实验结果表明,烧结温度、烧结时间及压制压力与烧结之后磁性磨料的结合度都有密切的关系。烧结温度越高、烧结时间越长,磁性磨料的结合状况越好,烧结温度不要低于1200℃,烧结时间不要低于5 h,以保证刚玉粉与铁硅粉之间得到良好的结合状态；压制压力有助于硅铁粉与刚玉粉之间的结合状况,成型压制压力越大,结合状况越好。
陈红玲[7]2000年在《磁性磨料的开发研制及其加工特性的试验研究》文中研究表明本论文以磁性研磨加工原理为切入点，以精密磨削理论和摩擦学理论为依据，分析研究了磁性研磨加工中磁性磨料磨粒的磨削机理，提出了磁性研磨加工中对磁性磨料加工性能的要求。就磁性磨料的组成成分、结构形状、规格大小以及研磨压力的形成进行了分析研究，并研制开发出粘结法、烧结法、热压烧结法等叁种系列的磁性磨料。 在此基础上，利用磁性研磨装置，就已开发的叁种磁性磨料，针对多种材质的被加工工件进行了磁性研磨的工艺实验。重点对磁性磨料的加工特性进行了实验研究，分析了磁性磨料中不同的组成成分和各组成成分间的不同配比、磁性磨料磨粒的粒度大小、磁性磨料的最佳研磨时间、磁性磨料中不同的添加剂等对磁性磨料的耐用度及对磁性磨料加工特性的影响状况，从而获得了影响各种系列磁性磨料加工效果的实验数据和曲线，进而确立了各种磁性磨料的性能参数。 此外，本课题还核算了磁性磨料的生产成本，并对其经济性进行了分析、对比。最后，提出了磁性磨料今后的研究方向。期望本课题的开发研究和实验分析结果能为更好地开发研制磁性磨料奠定一些基础，如果能为磁性研磨加工新技术的更快发展和推广应用做出一些微薄成绩将十分欣慰。
张旭[8]2013年在《烧结磁性磨料制备过程分析及工艺优化》文中认为磁力研磨光整技术加工是磁场效应与传统磨削加工相结合的一种新型的特种精密加工技术。磁性磨料作为磁力研磨加工中的重要工具，是影响磁力研磨的研磨效率和研磨质量的最关键因素之一。本文首先对磁力研磨光整加工技术以及磁性磨料的制备工艺的发展概况、国内外研究现状和应用领域等进行了简单的介绍。然后将磁性磨料现有的主要制备工艺分叁种类型进行介绍并比较了多种制备工艺的工艺特点。并对自行研究制备的烧结磁性磨料进行分类，并根据磁性磨料的主要制备参数进行代码编制。本文主要从压制过程、烧结过程、原料选择等叁个方面对烧结法制备磁性磨料的工艺过程进行深入的分析研究，确定影响磁性磨料性能的最主要的几个制备因素有：原料配比、烧结温度、烧结时间以、升温速度、压制力以及原料粒径。然后分别针对原料配比、烧结时间、烧结温度以及升温速度等方面在合理范围内提出多种制备方案，并设计烧结法制备磁性磨料的制备实验进行多组实验研究，通过对几组实验中磁性磨料的形貌评价、成分分析、磨削性能、余料分析等几个方面的比较，确定最优化的烧结法制备磁性磨料的工艺参数。根据优化后的参数设计压制力与压坯密度关系实验，用实验数据来解析压制力与压坯密度的关系，确定压制力的选择范围。最后设计粒径比与磨料磨削效果关系的实验，用不同粒径的铁粉与相同粒径的磨料为原料按照已优化的制备参数制备磁性磨料，然后对其进行磁力研磨加工实验，对磨削结果进行比较来验证原料粒径的选择对磁性磨料磨削性能的影响。
宁静[9]2008年在《基于等量磨削的自由曲面磁性研磨的机理和实验研究》文中研究指明磁性研磨光整加工是一种利用磁性磨具在磁场的作用下,实现对工件表面光整加工的新型表面光整加工方法。它由磁极和磁性磨料组成。在给定的一对磁极所形成的磁场中填充一种既有磁性又有切削能力的磨料,磨料在磁场力的作用下以压力的形式作用在工件表面上,实现对工件表面的研磨加工,达到去除毛刺和表面光整加工的目的。磁性研磨光整加工技术以其良好的柔性、自适应性、自锐性等突出的加工优点,在曲面光整加工方面表现出了巨大的优势。针对曲面加工中由于曲面法向矢量的变化导致的加工不均匀性,本文提出了有效磨削的概念,即通过改变参数(如改变机床设置,使磁极与曲面法向矢量一致;改变进给速度,使在磨削能力较弱的地方,增加磨削时间等),保证在曲面的加工过程中,各点的加工效果的一致性。本研究以磁性研磨加工原理为切入点,充分考虑自由曲面磁性研磨技术的特点,在对与自由曲面磁性研磨技术相关的设备、工艺、柔性砂轮(即磁极)、磨粒等方面进行详细的研究与讨论的基础上,用系统的观点,从整体上追求全局的最优,使整个技术体系得到完善和发展,以适应市场对磁性研磨技术的需要,使该技术尽快进入实用阶段。形成自由曲面磁性研磨加工工艺技术体系、相应的设备的设计与制造、磨粒的制备与性能指标的量化体系以及磁极的设计与加工性能的研究。本文通过理论分析和试验研究,对自由曲面磁性研磨的加工机理进行了研究,主要研究内容如下:1、研究自由曲面磁性研磨光整加工的加工机理及其在生产中的实际应用。提出了有效磨削的概念,保证对曲面加工的一致性。2、根据电磁理论系统分析了磁性研磨加工过程中磁性磨料受力情况,并分析研究了磁性研磨加工中磁性磨料磨粒的磨削机理,提出了磁性研磨加工中对磁性磨料加工性能的要求以及磨粒的制备方法。3、对自由曲面磁性研磨光整加工的电磁感应器、工具磁极形状等进行了设计计算。
倪秀付[10]2010年在《微小工件旋转磁场磁力研磨的技术研究》文中认为磁力研磨加工技术是指利用加工区域的非均匀磁场的作用,使得工件被磁性磨料研磨的一种加工方法。目前在现实生活中有一些零件(如微小工件、异型零件)由于尺寸的限制,难以装夹,传统的加工方法很难加工,所以本文提出了一种能够实现对微小工件快速加工的光整加工方法,即利用旋转磁场对微小工件进行磁力研磨加工的方法。旋转磁场磁力研磨加工可以实现在加工过程中,无须对微小工件装夹,工件和自由磨粒跟随旋转磁场一起运动,由于微小工件的磁导率和所受阻力与自由磨粒不同,所以它们在旋转磁场下的运动速率不同,从而产生了相对运动,进行加工切削。虽然国内外学者对磁力研磨加工进行了大量的研究,但是利用旋转磁场对微小工件进行磁力研磨的加工研究还比较缺乏。为此,本文对以下几个方面进行了研究:1.微小工件由于尺寸的限制,传统的加工方法难以对其表面进行光整加工,本文通过对磁力研磨的机理分析与探讨,提出了将磁性磨料与微小工件混合放入加工区域,并再在加工区域加上以一定速度旋转的旋转磁场以实现对微小工件表面进行光整加工的方法。2.介绍了常见磁性磨料的基本知识和制备方法并运用粘结法制备磁性磨料,设计了测试实验对粘结法制备的磁性磨料的研磨性能进行验证,按铁粉和SiC的不同配比、磁性磨粒的大小和粘结剂的不同分别测试磁性磨料的研磨性能。3.确定了正交实验法为主要实验方法来分析旋转磁场对微小工件磁力研磨加工的加工性能,设计了实验验证各影响因素均为最佳实验参数的情况下对微小工件表面的研磨性能,加工后工件表面粗糙度可达0.186μm。4.建立了在磁力研磨加工过程中的研磨压力数学模型和研磨量数学模型,并使用MATLAB软件对微小工件磁力研磨的加工过程和加工影响因素作出了仿真优化。
参考文献：
[1]. 磁性磨料的烧结法制备及其加工特性的分析研究[D]. 贺美云. 太原理工大学. 2003
[2]. 磁性磨粒的研制及其加工性能的实验分析与研究[D]. 范春利. 吉林大学. 2008
[3]. Al_2O_3-TiC-Fe磁性磨料的制备及其性能研究[D]. 杜娜. 南京航空航天大学. 2012
[4]. TiC/Fe磁性磨料的制备及其性能研究[D]. 高小龙. 南京航空航天大学. 2011
[5]. 粘结磁性磨料制备工艺及其研磨性能研究[D]. 孟利. 广东工业大学. 2008
[6]. 烧结法制备磁性磨料[D]. 黄玉红. 山东理工大学. 2010
[7]. 磁性磨料的开发研制及其加工特性的试验研究[D]. 陈红玲. 太原理工大学. 2000
[8]. 烧结磁性磨料制备过程分析及工艺优化[D]. 张旭. 辽宁科技大学. 2013
[9]. 基于等量磨削的自由曲面磁性研磨的机理和实验研究[D]. 宁静. 太原理工大学. 2008
[10]. 微小工件旋转磁场磁力研磨的技术研究[D]. 倪秀付. 江苏大学. 2010
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