K9光學(xué)玻璃化學(xué)機械磨削用磨具的研制及性能研究.pdf

1、K9光學(xué)玻璃是典型的光學(xué)材料，廣泛應(yīng)用于國防和民用領(lǐng)域，其加工精度直接關(guān)系到光學(xué)系統(tǒng)的性能。K9光學(xué)玻璃硬度高但是破壞韌性小，傳統(tǒng)磨削方法極易產(chǎn)生表面和亞表面損傷，目前主要采用化學(xué)機械拋光(CMP)去除損傷層獲得超光滑表面，但是化學(xué)機械拋光不能精確控制工件的形狀精度。本文針對以上K9光學(xué)玻璃加工過程中存在的不足，提出采用化學(xué)機械磨削(Chemical Mechanical Grinding，CMG)方法加工K9光學(xué)玻璃，用磨削方式得到高

2、質(zhì)量的拋光表面。
　　本文根據(jù)K9光學(xué)玻璃的材料特性，制備了不同組分配比的CeO2型、MgO型和Fe2O3型CMG磨具。在研制的試驗平臺上，開展CMG磨具的干式化學(xué)機械磨削性能試驗，使用三維表面輪廓儀獲得K9光學(xué)玻璃的表面粗糙度，使用精密電子天平稱量加工前后質(zhì)量變化，再通過密度和時間等計算得到材料去除率。采用正交試驗法，針對優(yōu)選出的低磨粒率CeO2型CMG磨具，研究壓力、工件轉(zhuǎn)速、磨具轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，對表面粗糙度和材料去除率的影響

3、規(guī)律，結(jié)果表明CMG磨具擁有穩(wěn)定的磨削性能，使用優(yōu)化的工藝參數(shù)獲得的K9光學(xué)玻璃試件的表面粗糙度Ra達到0.461nm。通過金相顯微鏡觀察化學(xué)機械磨削后的K9光學(xué)玻璃的表面質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)試件表面平整、光滑，沒有劃痕、麻坑等疵病。利用角度拋光法研究CMG磨具加工的K9光學(xué)玻璃試件的亞表面質(zhì)量，沒有發(fā)現(xiàn)亞表面裂紋。使用X射線衍射儀(XRD)檢測CMG磨具的磨屑成分，發(fā)現(xiàn)有新的化合物出現(xiàn)，通過掃描電鏡(SEM)獲得磨屑顆粒微觀形貌和尺寸，驗證了化