[发明专利]一种倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法

权利要求书

1.一种倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，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(2)，首先在平面磨床上对试样(2)的一个表面进行打磨抛光，取下试样(2)并翻转，将试样(2)的上述抛光面固结在金属底座(1)顶面上的倾斜状背衬沟槽(7)内，然后通过倾角的方法对试样(2)的另一个表面进行打磨抛光而形成斜抛光面，直至两表面达到规定的粗糙度及平面度；

2)取下试样(2)并固定在测力仪上，然后以斜抛光面朝上的方式一起固定在数控机床的工作台上,之后将单颗金刚石磨粒(4)固结在刀盘(5)的底面上，并将刀盘(5)通过动平衡块(6)调整至动平衡；然后使单颗金刚石磨粒(4)触碰在数控机床的对刀仪上，完成对刀；

3)启动刀盘(5)按指定转速旋转，同时通过工作台使试样(2)水平进给，在此过程中单颗金刚石磨粒(4)将在试样(2)的斜抛光面上划擦出一系列间距可控的划痕(3)，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(2)，检测各划痕(3)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(2)沿划痕(3)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情况。

2.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的金属底座(1)采用不锈钢材料制成。

3.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的打磨抛光后试样(2)的表面粗糙度小于5nm，平面度小于公差等级IT1。

4.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的背衬沟槽(7)的倾斜角度θ为0.2°～2°。

5.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的单颗金刚石磨粒(4)的尖端为正三棱锥形，棱面夹角为90°～120°。

6.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的刀盘(5)的转速范围为1500～50000r/min，刀盘(5的半径为30～100mm。

7.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的划痕(3)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(5)的转速，θ为背衬沟槽(7)的倾斜角度。

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

9.根据权利要求1所述的倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的一系列划痕(3)中，每一级划痕(3)的最大深度范围为0.005～20μm，划痕(3)的数量为5～7条。