1、磨料流加工的優質介質磨料流加工(AFM)在清理毛刺,減小徑向誤差,磨光和清除重融層等方面有廣泛的應用。半固體的材質在工件材料表面流動完成加工。在這項研究中AFM所用的介質已經從各種粘彈性載體和成熟的實驗對比中發展出來。粘彈性媒體選擇依據現有的媒體通過通用的試驗機和流變儀進行熱重分析、機械、以及流變屬性的分析。介質的性能評估雙向AFM標準完成設置。實驗表明,苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)可以改善表面光潔度。表面改進的88%是通過SBR媒體。還發現,應變、溫度、剪切速率、時間壓力、循環荷載等機械影響和新開發的介質的流變特性,最終由介質在工件上表現不同的性能。1介紹隨著技術不斷不進步，要求加工更加復雜曲

2、面,傳統工藝難以滿足要求。磨料流加工AFM是一個高效的和商業化的非傳統的加工過程。AFM是用來清理毛刺,磨光，清除重融層,和利用壓力來加工內部邊緣等難以達到的材料位置。機床、夾具和媒體是AFM中的主要元素。這一過程是通過擠壓一個在工件表面的半固體由聚合物作為載體一個磨料。當進行擠壓，磨料失去自由移動的能力而變成一種那個磨削工具。這種統一有序的運動通過切割、摩擦等方法磨去金屬材料表面的突起，根據不同材料選取不同方式。因此它是一個多點切割過程,有一個非常低的材料去除率1。豐富的工程已經進行了建立參數關系以及它們對材料去除和表面效果光潔度的影響。羅茲2-5利用各種方法研究了影響AFM的性能參數即，擠

3、出壓力，流量，流量速度，介質粘度，工件的配置和磨料的流動模式。其他因素，例如，磨料濃度，磨料尺寸，和循環次數，也影響AFM6,7的性能。威廉姆斯等人8研究多個種類孔的加工，并發現與外通孔進行比較，30以上的金屬已被從中心刪除。在原子力顯微鏡下，羅夫萊斯等 9發現AFM與平面磨削在材料去除機理上有相似性。文獻綜述也意味著已經有大量工作用于建模通過啟發式方法和優化不同的目標10-19。該介質是AFM的重要部分。許多研究人員已經在努力弄清楚介質的性質及其在加工過程中的行為特征。弗萊徹和同事18,19觀察該市售中聚硼硅氧烷等粘度等級(PBS)根據媒體向流性的性質，研究熱屬性。戴維斯和弗萊徹20得出的結

4、論是溫度是AFM一個重要變量。奧利吉納爾等21研究AFM過程中介質的流變性質。盡管商業化的建模和性質媒體AFM被廣泛的研究,還沒有試圖研究或開發替代媒體容易獲得,和低成本制造技術。除了這些目標,它也知道終點/二次操作也會增加嗎總生產成本。在這種情況下為AFM過程開發另一種介質完成上述目標。對于介質的發展，相比現在使用的，選擇合適的可替代的材料是很重要的。有三個基本原因說明這些都是必要的。首先，選擇的成分應該與現有介質具有相同或相近的特性，因為功能要求都是相同的。其次，各成分必須是彼此相容，便于制造。第三，必須成本低廉。在選擇介質時也應牢記其物理性質必須穩定。一個顯著量剪切應力會在AFM過程中介

5、質的流動過程傳遞。如果在介質的流動中應力損失，該介質不能作為粘結劑保持磨料顆粒，這是為什么介質物理性質的穩定是重要的。除了該標準，它的化學性質與其它成分相容，如果介質是不用磨料顆粒相容，它不能充當粘合劑。同時介質不應該與磨料顆粒和工件發生反應，這就是為什么化學成分是至關重要的。大量的文獻調查報告說，商用的AFM介質包括作為載體的粘彈性的材料、負責去除材料的磨料顆粒和一些可能用到的特殊的添加劑。由于對這種材料的性能沒有劃定基準，這將有助于開發一個新的介質用于替換現有的材料。它對研究人員是一項挑戰，開發比現有材料更好的新的介質。在這種情況下進行逆向分析了解介質的組成和特性。熱分析（TGA）分析商用

6、介質的成分。磨料顆粒的類型是由X射線衍射（XRD）研究鑒定。傅立葉變換紅外（FTIR）光譜法被用來確定介質的載體類型。除了這些，研究中還有分析其他介質特征，通過機械性能，如模量，撕裂強度和滯后損耗，和流變性能，例如瞬時粘度/剪切粘度，蠕變柔，和復數粘度。這些結果總結在表1中。研究人員獲得的表面光潔度也包括在表1中更好地理解。這是一個暫定的基線，將被用于開發一種新的介質要記住的是，在這項研究中的碳化硅磨料和五種不同的容易獲得成本低的橡膠已被選定為開發介質。很容易理解所有這些橡膠不與工件發生反應和磨料顆粒。介質的表現已經通過表面處理的制造標準的評估在實驗室的雙向AFM設置22中和他們獲得的性能水平

7、被各種材料特性證明合理。2材料2.1磨料 磨料的功能是作為一個切割工具或從工件去除材料。因此對研磨介質的基本功能要求如下：(1)磨料應該比工件硬(2)它應與載體表面和加工油有親和力。表1表明，商用介質含有金剛石顆粒作為磨料。由于開發的目標介質是容易獲得，成本低，所以金剛石顆粒不會在這項研究中被考慮。220網目尺寸的碳化硅（sic）用于本實驗中，已經從印度的M / S中央科學儀器公司收到。它也被其他研究者使用1,610,19,21。2.2載體 大量的文獻調查表明，商業用途的載體是硅或聚硼硅氧烷9,23,24與PBS載體是不可用橡膠彈性體，這就是為什么它未在此研究中使用。此外這一點筆者想指出的是，

8、這種PBS商業材料被稱為彈跳膩子。這種膩子被廣泛用于AFM，但成本也太高。因為我們的目標是開發易于獲得介質，并且低成本，所以這不在本研究中考慮。但硅基載體，也被稱為硅橡膠，適用于此。在載體的選擇，它也被保持記住(a)該介質應該是穩定的機械和化學性質（b）它應與磨料顆粒和加工油相容。這次研究中的載體是(1)天然橡膠（NR）等級橡膠制造商協會4？RMA-4？從印度的M / S橡膠局獲得; （2）乙烯 - 丙烯 - 二烯類單體（EPDM）從美國的M / S尤尼收到橡膠化學品; （3）丁基橡膠（IIR）由臺灣的M/ S的化療供給工業公司; （4）硅橡膠（Si）從印度M / S S. R.化工獲得;（5

9、）苯乙烯 - 丁二烯橡膠（SBR）從印度M / S的合成和化學品有限公司獲得。NR，EPDM，IIR，硅，和SBR的化學結構示于圖1-5，分別為25。2.3加工油 環烷油作為加工油，并由印度M/ S的SR化學提供。它作為潤滑劑，減少生橡膠，即載體的粘度。它NR，IIR，SBR，Si和EPDM25所有的這些載體相容。2.4工件 精加工所用工件是由鋁和鋼制成的（EN8）測量的具體重力，硬度，楊氏模量，極限抗張強度，屈服強度和模式I斷裂韌度（KIC）鋁是2.7，44.12 VHN，69GPa，110MPa，95MPa，22MPa m1 /2，分別，而鋼具有的比重7.8中，237.31 VHN硬度，楊

10、氏模量為205GPa，最終拉伸強度653MPa，580MPa屈服強度，和模式I斷裂韌度（KIC） 68MPam1/2。3介質和樣品制備介質的制造從咀嚼載體的粉碎開始按照ASTM D3182-89（R04）E01（ASTM D3182）在25-50溫度范圍內的1：1.1的摩擦比。雖然我們并沒有測量表面這些成分的性質，我們沒有發現磨料顆粒和加工油和載體在融合后有任何解體的跡象。介質組成（wt）在目前的工作中一直保持不變，其中所述載體的成分（除了硅橡膠，因為它可以取代工作油相容與研磨劑）,即68的磨料，20的載體，12的處理油（暫定成分已通過逆向分析工程（熱重分析）得出，由M/ S擠出油石公司提供在

11、逆向工程中使用的介質，表1），熱圖是這里未示出。僅在一種情況下，媒體的組合物由78的磨料，8的加工油，以及14的載體。對于媒體的績效評估，標本從鋁和鋼的平坦幾何表面分別通過精密加工制作，并確保免于任何一種表面缺陷。初始表面粗糙度？鐳？的鋼鐵和鋁工件是1.24±0.2微米，5.03±0.5微米，分別。表面粗糙度值保持內在±5%內。4 介質特性介質的特性表現為兩個方面。機械性能在靜態載荷下測定（沒有循環荷載）并遵循表2中的標準。流變性能在動態條件（類似AFM過程的循環載荷）下測定。靜載實驗的樣本是用特定模具通過液壓機制作的。動載實驗的樣本也是用同樣的方式制作出來的。4

12、.1機械性能 拉伸系數為25，50，75，和100的樣品根據ASTM D41298(AR02) E01啞鈴形樣本測試方法測定（ASTM D412）。樣品沿紋理方向使用BS-E型成型片材軋機啞鈴刀模打孔。樣品精密部分的厚度使用臺式數顯測厚儀進行測定。測試共進行了茲維克/羅爾Z010萬能試驗機（UTM）接口與一臺計算機。所有測試均在一的0.189秒-1的應變速率和25-55的溫度下進行。撕裂模用的無缺口90度角度的同時測量撕裂測試樣品？死C 2按照ASTM D 624（00） E01（ASTM D624）滯后損耗 （W）限定為電能的量消散環狀變形期間，從該區域確定W1（伸展過程中所做的功）回縮期間

13、和W2（回縮過程中所做的功）當標本拉伸到一定程度然后使其縮回以相同的速率對未拉伸狀態。它在拉伸啞鈴（ASTM確定D412-80，2型模）在25的溫度，0.189秒-1的應變速率，和應變的使用Zwick /羅爾Z010 UTM 5-50的水平配備有環境室？ASTM D 412 ?.該樣品在預處理中茲維克室為600秒實驗溫度。然后，將樣品安裝在機械夾具44×10-3米開并且負載調節給予零張力。在溫度控制在下±0.5。將樣品預先延長到0.1處的N的應變速率0.023秒-1，然后進一步向上延伸到所需的應變水平在的0.189秒-1的應變速率。筆者想說明的是，雖然該材料是處于半固體狀態

14、，它保持它的原始的幾何結構。在測試過程中不變形觀測。常規夾緊系統被用來測量機械性能。在除此玻璃紙用在抓持點阻止裂紋的萌生和擴展，從的夾持區在測試過程中試驗樣品。再次筆者想提一提這玻璃紙在沒有壓力做出貢獻測量機械性能。4.2流變性能 流變學特性，即瞬時粘度/剪切粘度，復數粘度和蠕變合規性媒體，是由一個Bholin流變儀？CVO-100，博林儀器有限公司，UK？在一個平行板 - 板配置。實驗研究，進行了兩個動態并在27的溫度下穩定的剪切條件和在以下標準的方法的剪切速率為0.001秒-1至100秒-1？26,27？我們用板15毫米直徑，樣品厚度為2毫米。將樣品保持在這兩者之間板。一個板固定;另一種是

15、旋轉的。應力，剪切率，溫度和應變速率是通過一個控制控制器。蠕變柔下蠕變模式中測得。該試樣被放置在流變儀的平行板之間。50立方厘米的氮吹掃/分鐘使用。熱電偶放置在靠近樣品。組合爐被提高，加熱至試驗溫度。一個小的重量加入到該樣品裝載托盤和短時間后除去。大約零負載施加在樣品上。的時間和溫度應剛好足以允許樣品“模具”進入板面，而不會導致在任何顯著改變樣品高度。將樣品加熱到試驗溫度。什么時候溫度是穩定的，重量降低到樣品裝載盤和樣品高度對時間被記錄。對于此報告的研究中，4.91？104達因力？50.1克負荷？施加到樣品，從而產生一個初始2.40？0.04？104帕？3.48？0.06磅的壓力？快速記錄送紙速度被用于實驗的早期部分。一種計算機程序，用來將數據轉換為蠕變柔由方程（1）。其中J？T 2 V，F，H和H0是蠕變柔量，樣品體積？恒？作用力，初始樣品高度？=板分離在t = 0？和試樣高度t時刻之后施加負荷，分別。輸入到計算機是displacementtime數據，儀器的靈敏度，室溫樣品高度，以在加熱樣品高度于溫度的變化，樣品的直徑，