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超硬磨料磨具以其優異的磨削性能獲得機械加工領域普遍認可,但制約其進一步拓展應用的主要原因之一是超硬砂輪修整極其困難。面對此難題,作者梳理目前超硬砂輪在工程應用中的主要修整方法,分析其工作原理、技術演變、主要特點、應用狀況,對先進修整技術進行闡述,后總結并展望三大結合劑超硬砂輪實用修整技術及發展趨勢。金屬結合劑超硬砂余量去除基本鎖定為電火花放電修整,小余量修整主要以普通磨具磨削法修整為主,細粒度超硬砂輪采用在線電解修整優勢明顯;陶瓷結合劑超硬砂輪簡單直線修整逐漸被點輪修整取代,高陡度成型砂輪修整仍是金剛石滾輪;樹脂結合劑超硬砂輪多以磨削法修整為主,但科學實用修整技術仍需進一步研發。激光修整具有非接觸、高效、便利、易控、超長壽命等優點,具有更加廣闊的發展前景;集機、電、聲、熱、化等多種方法于一體的復合修整也是超硬砂輪技術人員一直關注和研發的重點。

一種濕法制備技術利用珍珠巖尾礦制備珍珠巖拋光磨料。與傳統干法工藝相比 ,珍珠巖拋光磨料產品產率從 3 0 %提高到 70 %以上 ,顆粒粒度小于 15 0 μm ,而 0 -4 4μm粒級含量不到 10 %。粒度分布更加合理 ,完全滿足玻殼行業及相關行業的要求。濕法制備珍珠巖拋光磨料是珍珠巖加工業充分合理利用珍珠巖尾礦的十分有效的利用途徑。 提高硬質合金刀片前刀面化學機械拋光(CMP)的材料去除率和表面質量,采用6種不同硬度磨料(金剛石、碳化硼、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化硅)對硬質合金刀片CMP加工,采用表面粗糙度測量儀和超景深三維顯微系統觀察拋光前后刀片的表面形貌,探討硬質合金刀具CMP材料去除機制。實驗結果表明:碳化硼磨料因粒徑分散性大,造成硬質合金刀片表面劃痕較多;低硬度的氧化硅、氧化鋯、碳化硅磨料只能去除硬質合金刀片表面局部劃痕區域;接近硬質合金刀片硬度的氧化鋁磨料,可獲得較好的表面質量;硬度的金剛石磨料在CMP加工時,在硬質合金刀片表面上產生機械應力,促進化學反應,獲得比其他磨料更高的材料去除率和更好的表面質量。因此,在硬質合金刀片粗加工時可以選用氧化鋁磨料,精加工時選用金剛石磨料。

對InP晶片進行了集群磁流變拋光實驗,研究了拋光過程中磨料參數（類型、質量分數和粒徑）對InP材料去除速率和表面粗糙度的影響。實驗結果表明,InP晶片的去除速率隨磨料硬度的增加而變大,表面粗糙度受磨料硬度和密度的綜合影響;在選取的金剛石、SiC、Al2O3和SiO2等4種磨料中,使用金剛石磨料的InP去除速率,使用SiC磨料的InP拋光后的表面質量。隨著SiC質量分數的增加,InP去除速率逐漸增加,但表面粗糙度先減小后增大。當使用質量分數4%、粒徑3μm的SiC磨料對InP晶片進行拋光時,InP去除速率達到2.38μm/h,表面粗糙度從原始的33 nm降低到0.84 nm。

為了提高微晶玻璃化學機械拋光(CMP)的材料去除速率(MRR),降低其表面粗糙度,利用自制的拋光液對微晶玻璃進行化學機械拋光,研究了4種含不同磨料(Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ce O2)的拋光液對微晶玻璃化學機械拋光MRR和表面粗糙度的影響.利用納米粒度儀檢測拋光液中磨料的粒徑分布和Zeta電位,利用原子力顯微鏡觀察微晶玻璃拋光前后的表面形貌.實驗結果表明,在相同條件下,采用Ce O2作為磨料進行化學機械拋光時可以獲得的表面質量,拋光后材料的表面粗糙度Ra=0.4 nm,MRR=100.4 nm/min.進一步研究了拋光液中不同質量分數的Ce O2磨料對微晶玻璃化學機械拋光的影響,結果表明,當拋光液中Ce O2質量分數為7%時,MRR達到185 nm/min,表面粗糙度Ra=1.9 nm;而當拋光液中Ce O2質量分數為5%時,MRR=100.4 nm/min,表面粗糙度Ra=0.4 nm.Ce O2磨料拋光后的微晶玻璃能獲得較低表面粗糙度和較高MRR.