研究内容在对界面热化学反应动力学分析的基础上,探讨界面反应膜的形成机理、膜厚的变化规律,建立加热条件下硬脆材料发生水合反应及其产物软化膜的理论模型,研究新型切削液化学键与硬脆材料共价键、离子键之间的键合机理和超活化机制。确定加热热源和加热工艺,以探讨化学反应活性可控的可行性。以加工效率和加工成本为双目标函数,优化新型切削液的配方。探讨界面热化学反应条件下加工硬脆材料的机理,揭示切削力、切削热与刀具磨损的规律,优化加工参数。在对加工表面完整性研究的基础上,深化对加工机理的认识,并修正和完善理论模型。意义通过硬脆材料加工过程中新型切削液的应用,产生活性可控的软化膜,达到提高加工效率、减小刀具磨损以及得到以表面少、无缺陷层为特征的高质量加工表面的目的,从而为推动我国难加工材料的低成本、高质量加工技术提供理论基础。
基于恒力磨削理论构建了磨削效率评价体系和实验系统。由恒力机构、浇注系统和修磨机构组成的实验系统,突破了试验起点的一致性对磨削效率评价准确性的影响瓶颈,从而保证了评价系统的客观性。通过系统试验建立了恒力磨削条件下面向砂轮全钝化寿命周期的钝化曲线,根据钝化模式和钝化速度将曲线分为三个阶段,即初始期、稳定期和急剧恶化期。在代表砂轮正常工作的稳定钝化阶段,砂轮随磨削陶瓷材料体积增长的钝化过程近似符合指数规律。根据有机试剂的官能团和碳架结构特性分组,对有机磨削液完成了系统的磨削效率试验。试验结果揭示了羧基、羟基、双键和卤素等官能团以及不同碳架结构对磨削效率的影响规律。通过四球陶瓷摩擦学试验评价了各种有机物乳化液对金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷的润滑效应。对不同官能团和碳链结构的有机物进行了限定参数的磨削试验,考察了其对表面质量的影响规律。对有机物浓度、乳化液冷却性能以及粘度对磨削过程的影响进行了试验。结果表明冷却性能是砂轮钝化速度的一个重要影响因素,但不同的工艺条件下钝化率与磨削液冷却能力的相关程度相差很大;在润滑能力一定的条件下,粘度的增加将提高砂轮的钝化速度,且由于磨削液的清洗能力降低而