润滑与密封

作者：张 珂，王定文，李颂华，孙 健，吴玉厚

单位：沈阳建筑大学机械工程学院,,沈阳建筑大学机械工程学院,,沈阳建筑大学机械工程学院；高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,,沈阳建筑大学机械工程学院,,高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,

关键词：氮化硅陶瓷球;材料去除形式;研磨加工;表面质量;亚表面裂纹

基金：国家自然科学基金项目(51675353)；“双百工程”计划项目（Z18-5-023);111引智项目（D18017）

为研究研磨过程中氮化硅陶瓷球的材料去除形式及磨损行为，结合陶瓷材料动态压痕断裂力学理论，进行陶瓷球研磨加工试验，采用超景深三维显微镜和扫描电镜对研磨后陶瓷球表面进行观察，同时建立单颗金刚石磨粒冲击作用有限元模型并进行仿真研究。试验结果表明：氮化硅陶瓷球表面材料去除以脆性断裂去除和粉末化去除为主，陶瓷球表面残留有大量贝壳状缺陷和呈簇状随机分布的粉末化材料区域；研磨过程中，陶瓷球表面存在擦伤、划伤和凹坑等缺陷；磨粒冲击作用时，表面材料会受微切削作用产生破碎去除，同时也会受挤压作用产生脆性断裂去除，当磨粒以滚动方式作用在陶瓷球表面时，陶瓷球表面更容易形成粉末化去除，且材料去除率更高。仿真结果表明：各磨粒冲击作用方式产生的最大等效应力由大到小的顺序为滚动磨粒变切深、滚动磨粒定切深、磨粒挤压、滑动磨粒定切深，其中，滚动磨粒变切深产生的亚表面裂纹最深。

来源：2020年第7期

《润滑与密封》期刊编辑部

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