CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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黏结性磁力抛光磨料制备及抛光性能研究

王宣平 郭艺敖 彭灿 于洋

王宣平, 郭艺敖, 彭灿, 于洋. 黏结性磁力抛光磨料制备及抛光性能研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2025, 45(4): 517-525. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0077
引用本文: 王宣平, 郭艺敖, 彭灿, 于洋. 黏结性磁力抛光磨料制备及抛光性能研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2025, 45(4): 517-525. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0077
WANG Xuanping, GUO Yiao, PENG Can, YU Yang. Research on preparation of adhesive magnetic polishing abrasives and polishing performance[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2025, 45(4): 517-525. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0077
Citation: WANG Xuanping, GUO Yiao, PENG Can, YU Yang. Research on preparation of adhesive magnetic polishing abrasives and polishing performance[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2025, 45(4): 517-525. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0077

黏结性磁力抛光磨料制备及抛光性能研究

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0077
基金项目: 工信部高质量发展专项(TC220H05S)。
详细信息
    作者简介:

    通信作者:王宣平,男,1979年生,副教授、博士生导师。主要研究方向:精密抛光技术、高能束射流冷态加工理论与技术、高端装备制造力学与仿真分析等。E-mail:xpwang@dlut.edu.cn

  • 中图分类号: TQ164;TG58;TG74

Research on preparation of adhesive magnetic polishing abrasives and polishing performance

  • 摘要: 针对铝合金等低硬度材料加工时传统磁力抛光磨料介质(不锈钢磁针)加工性能差的问题,提出一种细长型黏结性磁性磨料。该磨料以羰基铁粉作为磁力相,碳化硅作为磨粒相,采用树脂黏结法制备,并且通过偶联剂化学改性来提升结合强度。分析所制备黏结性磁性磨料的运动及机理,探索其与传统不锈钢磁针的区别,并且通过镜面铝合金样件验证2者在微观层面上作用划痕的不同,预测2者对表面质量的影响。采用镜面铝合金样件,以5 min为间隔观察不锈钢磁针和细长型黏结性磁性磨料抛光后工件的表面粗糙度以及表面形貌变化,得到2者的抛光极限表面粗糙度Sa分别为1.418和0.318 μm。结果表明,制备的黏结性磁性磨料可以代替不锈钢磁针作为磨料介质,能够有效提高磁力抛光的抛光性能。

     

  • 图  1  永磁磁力抛光机

    Figure  1.  Permanent magnet magnetic polishing machine

    图  2  无机粉末改性流程图

    Figure  2.  Inorganic powder modification process diagram

    图  3  黏结性磁性磨料实物图

    Figure  3.  Adhesive magnetic abrasive physical drawing

    图  4  黏结性磁性磨料制备流程图

    Figure  4.  Preparation process diagram of adhesive magnetic abrasive

    图  5  磁性磨料公转运动图

    Figure  5.  Magnetic abrasive revolution motion diagram

    图  6  磁性磨料自转运动图

    Figure  6.  Magnetic abrasive rotation motion diagram

    图  7  磁性磨料飞跃运动图

    Figure  7.  Magnetic abrasive leap motion diagram

    图  8  样件扫描电镜图

    Figure  8.  Scanning electron microscopy image of sample

    图  9  黏结性磁性磨料与工件的作用形式

    Figure  9.  Interaction form between adhesive magnetic abrasive and workpiece

    图  10  磁针及黏结性磁性磨料作用划痕轮廓及曲线图

    Figure  10.  Scratch contour and curve diagram of magnetic needle and adhesive magentic abrasive action

    图  11  样件实物以及表面形貌

    Figure  11.  Sample physical object and surface morphology

    图  12  2种磨料的单因素抛光实验表面粗糙度

    Figure  12.  Surface roughness of single factor polishing experiment for 2 types of abrasives

    图  13  磁针加工样件随时间变化的表面微观形貌图

    Figure  13.  Surface microstructure of magnetic needle processing samples over time

    图  14  黏结性磁性磨料加工样件随时间变化的表面微观形貌图

    Figure  14.  Surface microstructure of adhesive magnetic abrasive processed samples over time

    表  1  黏结性磁性磨料制备规格表

    Table  1.   Preparation specification table for adhesive magnetic abrasive

    标号 羰基铁粉粒径
    d1 / μm
    碳化硅粉末粒径
    d2 / μm
    羰基铁粉与碳化硅
    粉末质量比 n
    A 6.5 14 (W14) 4∶1
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    表  2  实验加工参数表

    Table  2.   Experimental processing parameter table

    标号 磨料规格 电机频率 f / Hz 抛光时间 t / s
    A W14 20 30
    B ϕ 1.2 mm × 8 mm 20 30
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    表  3  时间单因素实验加工参数

    Table  3.   Time single factor experimental processing parameter

    标号 磨料规格 电机频率 f / Hz 抛光时间 t / min
    A W14 20 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30
    B ϕ 1.2 mm × 8 mm 20 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-04-24
  • 修回日期:  2024-07-05
  • 录用日期:  2024-08-13
  • 刊出日期:  2025-08-20

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