单颗磨粒作用下硼硅酸盐玻璃的亚表面静态裂纹
2014-07-13戴子华朱永伟居志兰左敦稳
硅酸盐学报 2014年9期
戴子华,朱永伟,居志兰,李 军,孙 韬,左敦稳
(1.南京航空航天大学机电学院,江苏省精密与微细制造技术重点实验室,南京210016;2.江苏中晶光电科技有限公司,江苏 常州213164)
工件研磨后亚表面损伤层深度是决定其抛光工序加工余量的重要因素。亚表面损伤除了通过降低光学元件的长期稳定性和镀膜质量间接影响光学元件的面形精度外,还直接降低其使用寿命、成像质量和激光损伤阀值等主要性能指标[1--3]。
在以往光学工件亚表面裂纹研究报道中,无论是单颗磨粒磨削[4--5]还是多颗磨粒加工[6],其产生的亚表面裂纹均为动态裂纹,动态刻划的惯性力和相对运动速率对材料亚表面裂纹扩展的影响是不可忽略的[7--8]。动态裂纹沿磨粒运动方向连续产生,采用截面显微法等检测技术观察较为容易[7,9];而静态裂纹为单颗磨粒与工件作用产生的,工件内部材料组织结构的复杂性导致裂纹在空间内的产生与发展的不确定性较难观察。
为研究固结磨料研抛垫(FAP)研磨光学工件亚表面裂纹的形成机理,预测裂纹发展过程。首先需要排除磨粒间的相互作用、动态刻划的惯性力、相对运动速率对工件亚表面裂纹扩展的影响,准确观测单颗磨粒作用下光学材料亚表面静态裂纹。
采用Vickers压痕法模拟FAP 研抛过程中单颗磨粒作用于K9 工件表面/亚表面的过程,采用HF截面腐蚀法将裂纹呈现,观测其尺寸及形貌。根据实验结果探索裂纹深度与载荷、压头压入深度之间的联系。……
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