铝合金锥镜化学增强力流变抛光优化实验研究

目的 为获得光滑表面并提高铝合金(Al 6061)锥镜全景反射光路集中度,采用力流变抛光方法去除工件在金刚石刀具切削后划痕、凹坑和凸起等表面缺陷,并消除这些表面缺陷导致的锥镜发射光路散射.方法 通过田口法分析力流变抛光过程中四个关键工艺参数——抛光速度、CeO2磨粒的组分(平均粒径为1.6μm的大颗粒)/(平均粒径为200 nm的小颗粒)、磨粒浓度和抛光液pH值对抛光后工件表面粗糙度的影响.同时,对铝合金锥镜反射光路集中度进行了观测实验,讨论了表面形貌对反射光集中度的影响.结果 用信噪比分析发现,实验条件下抛光液pH值对抛光后的表面粗糙度影响最大,抛光速度和磨粒浓度次之,CeO2磨粒组分影响最小.优化得到的最佳抛光参数组合为:大/小磨粒组分比7:3,磨粒质量分数4.5％,抛光速度1.38 m/s,抛光液pH=5.在该条件下抛光20 min后,表面粗糙度(Ra)从64.9 nm降低至8.1 nm,基本消除了切削的表面缺陷.结论 利用力流变抛光方法可以有效去除铝合金锥镜表面金刚石切削后的表面缺陷.铝合金材料硬质点Mg2Si对抛光后的表面形貌有重要影响,在优化的力流变抛光条件下,通过化学反应与磨粒机械去除的平衡,可以同时去除工件基体材料和硬质相,获得没有凹坑和凸起的光滑表面.