摘要
随着航空航天、石油化工、医疗器械等的快速发展，对该领域中重要零部件的强度、韧性、硬度、耐腐蚀等性能以及其表面质量提出了越来越高的要求。近年来发展起来的高性能不锈钢（904L和440C），因其强度高、韧性强、硬度大、耐蚀性强等优异性能在上述领域具有广泛地需求。但是，因该类高性能不锈钢零部件加工制造过程最终加工工序的光整加工自动化问题没能解决，致使其表面质量差，严重影响其使役性能和寿命。磁力光整加工因具有柔性、自适应性、可控性等诸多优点，是一种先进的光整加工工艺。因此，本文针对904L和440C两种高性能不锈钢材料作为磁力光整加工的研究对象，以本课题组自行研制的优质CBN/铁基球形复合磁性磨料为加工工具，以改造数控7136C铣床作为磁力光整加工试验平台，分别展开对904L和440C两种高性能不锈钢的磁力光整加工试验研究。 本文的主要研究内容和创新点如下： （1）选用自行研制的CBN/铁基球形复合磁性磨料光整高性能不锈钢；通过Maxwell电磁软件对磁极的磁场强度及磁力线分布疏密仿真和磁极结构参数设计以及磁力光整加工系统的分析，改造数控7136C铣床为磁力光整加工的试验平台。 （2）通过单因素试验分析各工艺参数对工件表面质量的影响，通过正交试验法对904L及440C不锈钢进行正交试验设计与分析，优化两种不锈钢的最佳工艺参数，以及各个因素对表面质量的影响，其中加工间隙对904L不锈钢表面形貌影响最大，主轴转速对440C不锈钢表面形貌影响最大。 （3）用粗糙度仪检测研磨前、中、后工件表面的粗糙度变化；用金相显微镜、超景深显微镜观察分析二、三维形貌变化；采用维氏显微硬度计、接触角测量仪、应力分析仪、电化学工作站检测研磨前后工件的硬度、亲疏水性能、残余应力以及耐腐蚀性能变化，对904L、440C不锈钢进行表面质量评价。 （4）对磁力光整加工过程中单颗磁性磨粒进行受力分析，分析出总研磨压力的产生原因；通过定性分析研磨压力与剪切力的大小以及结合上述表面形成的变化，探明高性能不锈钢的磁力光整加工材料去除机制为以剪切挤压为主的塑性去除与微弱物理、化学协同作用去除。 通过本课题的研究，获得了重要试验数据，这将为提高高性能不锈钢零件的表面质量和推动磁力光整加工技术的发展提供理论依据和技术支撑。
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