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朱烨均博士答辩公告

时间:2019-12-12来源:正规网上投注平台点击:694

答辩博士:朱烨均

指导教师:丁文锋  教授

论文题目:单层钎焊多晶CBN超硬砂轮研制与自锐机理研究

 

答辩委员会:

主席:孙方宏  教授  上海交通大学

委员:    教授  南京理工大学

谭业发  教授  中国人民解放军陆军工程大学

徐九华  教授  网投十大信誉平台

    教授  网投十大信誉平台

朱增伟  教授  网投十大信誉平台

丁文锋  教授  网投十大信誉平台

 

秘书:张全利  讲师 网投十大信誉平台

时间:2019121314:00

地点:南航明故宫校区15号楼341会议室

 

学位论文简介:

立方氮化硼(CBN)超硬磨料具有硬度高、热稳定好、化学惰性大、导热性能好的优势,已在镍基高温合金等航空航天难加工材料磨削加工中得到应用。但是,传统单晶CBN磨粒(MCBN)为各向异性结构,在磨削过程中易发生解理破碎,导致磨料快速损耗。多晶立方氮化硼(PCBN)是以CBN微晶颗粒与AlN粘结剂为原材料,在高温高压环境中烧结制成的新型超硬磨料,其独特的微结构不仅保留了CBN磨料优异的耐磨性能,而且可以通过微破碎促进砂轮自锐,实现砂轮高锋利度的长时稳定保持。但是,目前对PCBN磨粒微破碎行为与砂轮自锐机理仍缺乏深刻认识,难以制定相应工艺策略以有效控制磨料微破碎行为,导致砂轮自锐能力无法充分发挥,制约了PCBN砂轮的应用。有鉴于此,本文结合单层钎焊砂轮和高速磨削技术的优势提出开展单层钎焊PCBN砂轮研制与自锐机理研究,围绕砂轮制备机理、磨损表征机理、磨粒微破碎行为、砂轮自锐性能四方面开展探索。主要研究工作及取得的创造性成果包括:

  

论文完成的主要工作及取得的成果如下:

1)建立了单层钎焊PCBN砂轮连续高频感应加热温度分布预测模型,阐明了钎焊参数对温度分布时变特征的影响规律,据此优选了高频感应钎焊参数;探明了PCBN磨粒与Ag-Cu-Ti钎料结合界面微结构与形成机制,制备了磨粒有序排布的单层钎焊PCBN砂轮,为后续研究提供了工具保障。

2)开展了单颗PCBN磨粒磨削试验研究,提出了采用相对分形维数定量表征磨粒磨损形貌演变的方法,探明了PCBN磨粒微破碎形貌特征,揭示了砂轮线速度、单颗磨粒切厚对磨粒磨损的影响规律,优选了可提高磨粒微破碎性能与耐磨性的磨削参数。

3)综合采用泰森分割与内聚力单元技术建立了PCBN磨粒仿真模型,探明了钎焊残余应力分布特征,通过优选钎焊工艺控制了磨粒内部最大残余拉应力及其位置,阐明了材料性能与磨削参数对PCBN磨料内部裂纹扩展演变的影响机制,揭示了PCBN磨粒微破碎机理,为磨削参数优选提供了理论依据。

4)开展了单层钎焊多晶CBN砂轮与单晶CBN砂轮的高速磨削镍基高温合金对比试验,从磨削力、磨削温度、磨损形貌及其相对分形维数等多维度阐明了多晶CBN砂轮的磨损与自锐行为演变规律,确证了多晶CBN砂轮的性能优势及适用的磨削工艺参数范围。

 

主要创新点如下:

1)建立了连续高频感应加热制造单层钎焊砂轮的温度预测模型,揭示了磨粒钎焊界面微结构特征及其形成机制,优选了钎焊加热工艺,研制了单层钎焊多晶CBN超硬砂轮;

2)提出了采用相对分形维数定量表征多晶CBN磨粒磨损形貌的方法,阐明了磨削工艺参数对多晶CBN磨粒微破碎行为的影响规律,揭示了磨削载荷对多晶CBN磨粒磨损的影响机制,优选了磨削速度与单颗磨粒切厚;

3)探明了高速磨削过程中单层钎焊多晶CBN砂轮的自锐行为演变规律,确证了多晶CBN砂轮可长时保持高锋利度的优势,实现了镍基高温合金的高质高效磨削加工。

 

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