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              朱燁均博士答辯公告

              時間:2019-12-12來源:機電學院點擊:606

              答辯博士:朱燁均

              指導教師:丁文鋒  教授

              論文題目:單層釬焊多晶CBN超硬砂輪研制與自銳機理研究

               

              答辯委員會:

              主席:孫方宏  教授  上海交通大學

              委員:    教授  南京理工大學

              譚業發  教授  中國人民解放軍陸軍工程大學

              徐九華  教授  南京航空航天大學

                  教授  南京航空航天大學

              朱增偉  教授  南京航空航天大學

              丁文鋒  教授  南京航空航天大學

               

              秘書:張全利  講師 南京航空航天大學

              時間:2019121314:00

              地點:南航明故宮校區15號樓341會議室

               

              學位論文簡介:

              立方氮化硼(CBN)超硬磨料具有硬度高、熱穩定好、化學惰性大54体育、導熱性能好的優勢54体育,已在鎳基高溫合金等航空航天難加工材料磨削加工中得到應用。但是,傳統單晶CBN磨粒(MCBN)為各向異性結構,在磨削過程中易發生解理破碎54体育,導致磨料快速損耗。多晶立方氮化硼(PCBN)是以CBN微晶顆粒與AlN粘結劑為原材料,在高溫高壓環境中燒結制成的新型超硬磨料,其獨特的微結構不僅保留了CBN磨料優異的耐磨性能,而且可以通過微破碎促進砂輪自銳54体育,實現砂輪高鋒利度的長時穩定保持。但是54体育,目前對PCBN磨粒微破碎行為與砂輪自銳機理仍缺乏深刻認識,難以制定相應工藝策略以有效控制磨料微破碎行為54体育,導致砂輪自銳能力無法充分發揮,制約了PCBN砂輪的應用。有鑒于此,本文結合單層釬焊砂輪和高速磨削技術的優勢提出開展單層釬焊PCBN砂輪研制與自銳機理研究,圍繞砂輪制備機理、磨損表征機理54体育、磨粒微破碎行為54体育、砂輪自銳性能四方面開展探索54体育。主要研究工作及取得的創造性成果包括:

                

              論文完成的主要工作及取得的成果如下:

              1)建立了單層釬焊PCBN砂輪連續高頻感應加熱溫度分布預測模型,闡明了釬焊參數對溫度分布時變特征的影響規律,據此優選了高頻感應釬焊參數54体育;探明了PCBN磨粒與Ag-Cu-Ti釬料結合界面微結構與形成機制54体育,制備了磨粒有序排布的單層釬焊PCBN砂輪,為后續研究提供了工具保障。

              2)開展了單顆PCBN磨粒磨削試驗研究54体育,提出了采用相對分形維數定量表征磨粒磨損形貌演變的方法,探明了PCBN磨粒微破碎形貌特征54体育,揭示了砂輪線速度54体育、單顆磨粒切厚對磨粒磨損的影響規律,優選了可提高磨粒微破碎性能與耐磨性的磨削參數。

              3)綜合采用泰森分割與內聚力單元技術建立了PCBN磨粒仿真模型,探明了釬焊殘余應力分布特征,通過優選釬焊工藝控制了磨粒內部最大殘余拉應力及其位置,闡明了材料性能與磨削參數對PCBN磨料內部裂紋擴展演變的影響機制54体育,揭示了PCBN磨粒微破碎機理,為磨削參數優選提供了理論依據。

              4)開展了單層釬焊多晶CBN砂輪與單晶CBN砂輪的高速磨削鎳基高溫合金對比試驗,從磨削力、磨削溫度、磨損形貌及其相對分形維數等多維度闡明了多晶CBN砂輪的磨損與自銳行為演變規律,確證了多晶CBN砂輪的性能優勢及適用的磨削工藝參數范圍。

               

              主要創新點如下:

              1)建立了連續高頻感應加熱制造單層釬焊砂輪的溫度預測模型,揭示了磨粒釬焊界面微結構特征及其形成機制,優選了釬焊加熱工藝,研制了單層釬焊多晶CBN超硬砂輪54体育54体育;

              2)提出了采用相對分形維數定量表征多晶CBN磨粒磨損形貌的方法,闡明了磨削工藝參數對多晶CBN磨粒微破碎行為的影響規律,揭示了磨削載荷對多晶CBN磨粒磨損的影響機制,優選了磨削速度與單顆磨粒切厚;

              3)探明了高速磨削過程中單層釬焊多晶CBN砂輪的自銳行為演變規律,確證了多晶CBN砂輪可長時保持高鋒利度的優勢,實現了鎳基高溫合金的高質高效磨削加工。

               

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