Fe/Al2O3磁性磨粒的球磨法制备工艺与加工实验研究

摘要

零件的表面质量对零件的使用性能、可靠性和寿命具有很大的影响，对产品的整机和寿命也有很大的影响，所以提高零件的表面质量具有深远的意义。磁性磨粒光整加工技术作为表面光整加工的一个方法，它的发展与推广将会对提高零件表面加工质量起到一定的推动作用。然而磁性磨粒作为该加工技术中的磨具，它的性能对加工零件的表面质量起着决定性作用。
　　 目前，磁性磨粒的制备方法都不能够满足该技术发展的需要，各种制备方法都有其优缺点，从而阻碍磁性磨粒光整加工技术广泛应用到实际工业生产中。本文首先对磁性磨粒的加工机理以及发展现状进行了研究，从而使得对磁性磨粒的性能与组成有了深入的研究，这样有助于发展新的磁性磨粒制备技术。
　　 本课题提出了应用高能球磨的方法制备Fe/Al2O3磁性磨粒的新工艺。利用X-ray衍射仪和扫描电镜分析球磨不同时间后的磁性磨粒的组分和形貌的分布情况;用粒度分析仪测定球磨不同时间后的磁性磨粒的粒度变化情况。通过对滚动球磨运动的分析，研究了滚动球磨过程中磨球的受力与运动，磨球相互之间的碰撞行为，建立了球磨工艺参数（球磨转速、球料比、磨球半径）与磨球运动速度以及碰撞频率的理论关系。从球磨过程中粉末的受力与变形过程出发，建立了粉末受力、被捕获的高度与体积以及被碰撞、断裂、冷焊等与球磨工艺参数之间的关系。通过实验结果表明，球磨法制得的磁性磨粒颗粒细小、性能优良、组织均匀，且制备周期短、成本低，有利于进行大规模的生产。应用球磨法制备的Fe/Al2O3磁性磨粒对45钢进行加工实验，确定了影响磁性磨粒光整加工效果的运动参数、工艺参数、设备参数。在此参数确定的基础上，继续应用该磁性磨粒进行加工实验，从而确定了影响磁性磨粒制备的工艺因素，进一步总结出所得性能优良的磁性磨粒的制备工艺参数。

目录

声明

摘要

本文主要符号说明

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究的背景和意义

1．3 磁性磨粒光整加工技术的国内外研究现状

1．4 磁性磨粒制备技术的国内外研究现状

1．5 本文研究的主要内容

第二章 磁性磨粒光整加工技术

2．1 概述

2．2 磁性磨粒的受力分析和运动轨迹

2．3 磁性磨粒的失效性分析

2．4 磁性磨粒光整加工装置

2．5 磁性磨粒的制备技术

2．6 本章小结

第三章 高能球磨技术的理论研究

3．1 概述

3．2 高能球磨机的分类和工作原理

3．2．1 滚动球磨机

3．2．2 振动球磨机

3．2．3 行星球磨机

3．2．4 搅拌球磨机

3．2．5 影响滚动球磨过程与机理的工艺因素

3．3 球磨过程的理论模型

3．3．1 碰撞理论

3．3．2 粉末体的断裂、形变和焊合理论

3．3．3 磨球的运动规律分析

3．4 金属铁粉和刚玉粉的混合球磨过程

3．5 本章小结

第四章 高能球磨制备磁性磨粒

4．1 实验方案的制定

4．2 球磨工艺参数的选择

4．2．1 球磨机转速和球磨时间

4．2．2 球磨介质

4．2．3 球料比和填充系数

4．2．4 球磨气氛

4．3 实验工艺

4．3．1 实验材料

4．3．2 实验过程

4．4 结果与分析

4．4．1 X-ray衍射结果与分析

4．4．2 电镜图像分析

4．4．3 粒度分析

4．5 本章小结

第五章 磁性磨粒加工性能的实验及结果分析

5．1 磁性磨粒加工表面的性能评价指标

5．2 影响磁性磨粒加工效果的相关因素

5．3 磁性磨粒光整加工实验条件

5．4 磁性磨粒光整加工主要工艺参数的确定

5．4．1 磁感应强度和加工时间对磁性磨粒光整加工的影响

5．4．2 工件转速和加工间隙对磁性磨粒光整加工的影响

5．5 磁性磨粒光整加工性能的实验分析

5．5．1 不同配比的磁性磨粒加工性能实验

5．5．2 不同球磨时间的磁性磨粒加工性能实验

5．6 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

攻读硕士期间参与的科研项目