Fe@SiO₂核-壳结构磁性磨粒的制备及其抛光性能

摘要

[目的]针对传统镶嵌式磁性磨粒在抛光过程中因磨粒分布不均、切削刃高度不一致而导致工件表面易产生划痕的问题，提出制备一种具有均匀包覆结构的Fe@SiO₂核壳型磁性磨粒，以提升铜锌合金等难加工材料的表面抛光品质。[方法]采用溶胶-凝胶法，以羰基铁粉为内核，正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，通过水解反应在羰基铁粉表面均匀包覆Si O₂壳层，得到Fe@SiO₂核-壳结构磁性磨粒。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）及振动样品磁强计（VSM）对Fe@SiO₂磁性磨粒进行结构表征。通过单因素实验研究了主轴转速、抛光间隙、进给速率和抛光时间对铜锌合金表面粗糙度的影响。[结果]所制备的Fe@SiO₂磁性磨粒呈典型的核-壳结构，粒径分布均匀，饱和磁化强度为36 A·m²/kg。当在主轴转速为1 000 r/min、抛光间隙为2 mm、进给速率为6 mm/min的条件下抛光30 min时，铜锌合金的表面粗糙度Ra降至30 nm，表面划痕显著减少，无明显凹坑。[结论]Fe@SiO₂核-壳磁性磨粒可有效改善抛光均匀性，减少表面损伤，显著提高工件表面品质，可用于高精度铜锌合金抛光。

关键词

抛光 / 磁性磨粒 / 溶胶-凝胶法 / 核-壳结构 / 铜-锌合金