应用磁性复合流体进行微小非球面纳米抛光的机理及试验研究

本项目针对微小非球面的斜轴镜面磨削时所存在的表面/亚表面缺陷、表面粗糙度均匀性差以及传统抛光工艺难以抛光微小非球面等一系列难题，创新性地提出一种利用磁性复合流体和斜轴抛光方式进行微小非球面超精密抛光的新工艺。以口径在10毫米以下的超精密微细透镜及微细模具中的各种微小球面、微小非球面为主要加工对象，通过研发新型的磁性复合流体及微小磁性抛光工具进行超精密的斜轴抛光加工，对该工艺机理及关键技术问题进行深入和系统的研究，以达到亚微米的形状精度、纳米精度级的表面粗糙度、极低的亚表面损伤。为微细形状的纳米抛光加工技术的发展奠定坚实的理论基础，并解决其中的关键技术问题。

本项目针对微小非球面的斜轴镜面磨削时所存在的表面/亚表面缺陷、表面粗糙度均匀性差以及传统抛光工艺难以抛光微小非球面等一系列难题，提出一种利用磁性复合流体和斜轴抛光方式进行微小非球面超精密抛光的新工艺。以口径在10毫米以下的超精密微细透镜及微细模具中的各种微小球面、微小非球面为主要加工对象，展开了磁性复合流体抛光研究，研制出适用超精密抛光的磁性复合流体，并成功利用该磁性复合流体将碳化钨材料的表面粗糙度降到11.7nm降到3.4nm。 对直径15mm、凹球面直径为6mm的碳化钨模具，最终获得PV值为185nm、Ra3.7nm。 对直径20mm、凹非球面8mm的单晶硅非球面，获得表面粗糙度Ra 3.2nm。工件表面粗糙度达到了纳米级。课题组对该工艺机理及关键技术问题进行了深入和系统的研究，为微细形状的纳米抛光加工技术的发展奠定了理论基础，并解决了其中的关键技术问题。项目主要成果包括：开发磁性复合流体斜轴抛光加工控制软件1 套；发表学术论文 11 篇；其中SCI 1篇，EI 8篇；培养博士研究生4 名，培养硕士研究生4 名；项目技术总结报告1 套；授权发明专利3项，公开发明专利4 项。