[发明专利]一种硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法

权利要求书

1.一种硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：其包括按顺序进行的下列步骤：

1)将硬脆材料切割成长条形状的试样(1)，并将试样(1)的表面打磨抛光至规定的表面粗糙度及平面度；将抛光后的试样(1)固定在正弦虎钳上并调整至规定的倾斜角度，将虎钳连接测力仪并固定在数控机床的工作台上；

2)将单颗金刚石磨粒(5)固结在刀盘(3)的底面上上，将刀盘(3)通过动平衡块(4)调整至动平衡；然后使单颗金刚石磨粒(5)触碰在数控机床的对刀仪上，完成对刀；

3)启动刀盘(3)按指定转速旋转，同时通过工作台使试样(1)水平进给，在此过程中单颗金刚石磨粒(5)将在试样(1)的表面划擦出一系列间距可控的划痕(2)，与此同时通过测力仪和声发射装置采集划擦过程中的数据；

4)取下试样(1)，检测各划痕(2)的显微形貌，对比划痕实际切深和最大理论切深的差异；最后将试样(1)沿划痕(2)的长度方向进行切割，检测硬脆材料亚表面的损伤和裂纹扩展。

2.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的打磨抛光后试样(1)的表面粗糙度小于10nm，平面度小于公差等级IT2。

3.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的试样(1)调整的倾斜角度θ范围为0.1°～2°。

4.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的单颗金刚石磨粒(5)的尖端为正四棱锥形，棱面夹角为90°～135°。

5.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的刀盘(3)的转速范围为10000～50000r/min。

6.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的划痕(2)的间距ΔL通过公式进行调整，其中V_f为工作台的进给速度，n为刀盘转速；θ为倾斜角度。

7.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的一系列划痕(2)中，单条划痕(2)的深度由浅至深再变浅变化，各划痕(2)的深度之间出现分级的梯度变化，每一级划痕(2)的最大理论切深为其中Z为划痕(2)的分级序号。

8.根据权利要求1所述的硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的一系列划痕(2)中，每一级划痕(2)的最大深度范围为0.005～50μm。