【精密與超精密加工】湖南科技大學陳冰副教授等：鎢合金的磨削加工去除機理
1. 鎢合金的磨削加工去除機理.pdf
為解決鎢合金磨削加工去除機理不明晰的問題，本文基于單磨粒刻劃有限元仿真、單磨粒刻劃和磨削加工實驗，探究了鎢合金的磨削加工去除機理，發現鎢合金的兩相特性使得磨削表面的去除特征較復雜，存在塑性變形、微裂紋、微卷起、卷起、裂紋和兩相交融等脆塑性并存的特征。
關鍵詞：鎢合金；單顆磨粒；刻劃；有限元；去除特征；磨削機理
論文配圖
刻劃切出端
切出端形貌
混雜交融區域 EDS 檢測結果
鎢合金磨削表面形貌
鎢合金磨削形貌特征
結論
結合有限元仿真、單磨粒刻劃實驗及磨削加工鎢合金實驗，共同揭示了鎢合金的磨削加工去除機理，得到如下結論。
1）在刻劃鎢合金有限元仿真中，不同的刻劃階段表現出不同的去除特征。在切入端，材料主要發生了彈塑性變形；在劃痕中段，劃痕深度和寬度逐漸增大，并沿著刻劃的方向劃痕內部應力變大；在切出端，材料發生了彈塑性變形，但是相對于切入端，其形貌較差。
2）單磨粒刻劃鎢合金在不同刻劃階段的形貌有所不同。在切入端，材料依次發生了塑性變形，在劃痕兩側形成隆起、微裂紋，鎢相與黏結相的混雜交融，即將進入去除階段；在劃痕中段，主要以材料去除為主，出現了材料的微卷起和材料卷起現象，沿著刻劃方向卷起現象越嚴重，實驗現象與仿真現象吻合；相較于切入端，切出端材料的卷起形貌發生惡化，實驗
現象與仿真吻合，并在劃痕邊緣和尾部均出現了“飛邊”現象。
3）在鎢合金不同相位的材料去除特征也不同。在鎢相，既有脆性特征，也有塑性特征。在黏結相，刻劃深度較淺時主要呈現塑性變形、塑性流動等特征，刻劃深度較大時主要呈現與鎢相的混雜和交融，且混雜交融區未出現材料卷起，說明混雜交融區有利于改善表面質量。在相界處會阻斷去除特征的傳遞，使得相鄰鎢顆粒呈現出不同的損傷或者去除特征。
4）磨削后鎢合金表面出現了單顆粒刻劃劃痕上的所有去除特征，與單顆粒劃痕去除特征吻合。不同的是，磨削后的劃痕底部出現了區域性和放射狀裂紋，并通過截面顯微法和 EDS 檢測技術探究了裂紋的成因及擴展情況。
引文格式
陳冰, 李順順, 劉國躍, 等. 鎢合金的磨削加工去除機理[J]. 表面技術, 2023, 52(4): 304-318.
CHEN Bing, LI Shun-shun, LIU Guo-yue, et al. Grinding Removal Mechanism of Tungsten Alloy[J]. Surface Technology, 2023, 52(4): 304-318.
