医用钛合金海尔贝克磁场阵列化学磁流变抛光研究

摘要

为了提高医用钛合金（TC4）抛光中的精度以及效率，采用基于海尔贝克磁场阵列的化学磁流变抛光方法加工医用钛合金.利用海尔贝克磁场阵列强化磁场强度，将过氧化氢溶液作为氧化剂来进行抛光加工.通过仿真模拟对比海尔贝克磁场阵列与常规N-S磁场阵列，改变羰基铁粉的活性来验证实验可行性，研究了加工间隙、主轴转速以及磨粒粒径对工件表面粗糙度以及接触角的影响规律.结果表明，海尔贝克磁场阵列比常规N-S磁场阵列有更高的磁场强度；采用本文方法抛光的医用钛合金表面粗糙度比单一纯磁流变抛光降低80%；当加工间隙为0.8 mm，主轴转速为400 rad/min，磨粒粒径为1μm时，可使工件表面达到光滑效果，表面粗糙度最优可达15.5 nm，同时测量出实验组钛合金表面接触角数值多数小于90°.应用该方法抛光医用钛合金可以得到超光滑表面，表面具有亲水性，符合医用钛合金标准.

关键词

医用钛合金 / 表面粗糙度 / 接触角 / 化学磁流变抛光 / 海尔贝克磁场阵列

基金资助

浙江省教育厅一般科研项目（Y202249064）; 温州市重大科技创新攻关项目（ZG2022029）; 浙江省自然科学基金资助项目（LQ22E050008,LQ19E050010）