用自動研磨機(jī)研磨高分子復(fù)合材料

實(shí)驗(yàn)材料：

 12×12×19 ㎜的高分子復(fù)合材料試樣塊 4 塊，樣品尺寸如圖 1 所示；

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

將高分子復(fù)合材料選取一組面（兩面相對）研磨并拋光。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備： 

科晶制造的 UNIPOL-802 自動精密研磨拋光機(jī)、MTI-3040 加熱平臺、 VGT-1620QTD 超聲波清洗機(jī)，實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備如圖 2 所示；

實(shí)驗(yàn)耗材： 

水磨砂紙、合成革拋光墊、金剛石噴霧拋光劑、石蠟，實(shí)驗(yàn)所用耗材如圖 3 所示；

實(shí)驗(yàn)過程： 

要對樣品進(jìn)行研磨首先要把樣品固定在研磨機(jī)專用載樣塊上，一般選用石蠟 在載樣塊上固定樣品，石蠟的融化溫度大概 80℃左右，達(dá)到這個溫度后石蠟便 開始融化。將 UNIPOL-802 專用載樣塊、試樣塊一同放到加熱平臺上進(jìn)行預(yù)熱， 待載樣塊溫度達(dá)到石蠟熔化溫度后將石蠟涂到載樣塊上將要粘貼樣品的位置，樣 品在載樣塊上應(yīng)對稱固定好，這樣保證載樣塊上各個方向受力均勻，不會將樣品 磨偏。樣品位置固定好后將樣品從加熱平臺上移下，放在平臺上空冷到室溫，樣 品在載樣塊上固定的位置如圖 4 所示；

對樣品進(jìn)行研磨時一般選用砂紙對高分子復(fù)合材料進(jìn)行研磨，砂紙不能直接 粘在研磨盤上，而是粘在研拋底片上，然后將粘有砂紙的研拋底片吸附在研磨盤 上后對試樣進(jìn)行研磨。將固定有試樣的載樣塊放到 UNIPOL-802 研磨盤上，套上 修盤環(huán)，調(diào)整機(jī)械擺臂膠圈的位置在修盤環(huán)中線處，這樣在機(jī)械擺臂推動載樣塊 時可以使載樣塊受力均勻，機(jī)械擺臂向外擺動的范圍不易過大，否則樣品會有部 分區(qū)域無法磨到，調(diào)整擺臂的位置使其在擺動過程中推動載樣塊轉(zhuǎn)動時，載樣塊 上樣品的整個面在研磨過程中都會經(jīng)過研磨盤。在這里修盤環(huán)的作用是促進(jìn)載樣 塊的旋轉(zhuǎn)并修整砂紙上的金剛石砂粒，使其更鋒利。與研磨金屬的方法相同，用 240#、400#、600#、800#、1000#、1200#、1500#、1800#、2000#分別逐號進(jìn)行 研磨，每磨完一道砂紙要用清水將試樣、研拋底片、載樣塊、修盤環(huán)以及研磨盤 沖洗干凈，以防上一道砂紙研磨留下的碎屑給下一道砂紙的研磨帶來污染，使樣 品表面的劃痕不均勻，在拋光時不易得到一個*光亮的表面，因此保證每一步 中樣品和研磨盤表面的清潔是制樣成功的關(guān)鍵。樣品在研磨時一般用水做冷卻， 找到一個適合的速度對樣品進(jìn)行研磨，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般選用 40r/min 對樣品進(jìn)行研 磨，但該樣品與砂紙之間在 40r/min 的速度研磨時兩者之間的摩擦力太大，超過 了研拋底片與研磨盤之間的摩擦力，使研拋底片和砂紙一齊脫落，阻礙了磨削過 程的繼續(xù)。因此應(yīng)重新選擇合適的速度對樣品進(jìn)行研磨。由于兩者之間的摩擦力 太大可以選用一定的潤滑方式減小兩者之間的摩擦力。這里可以利用水做潤滑 劑，將水流適當(dāng)開大，然后將轉(zhuǎn)速調(diào)快，找到一個適合的轉(zhuǎn)速對樣品進(jìn)行研磨， 本實(shí)驗(yàn)對高分子復(fù)合材料研磨時最終選擇的轉(zhuǎn)速為 70r/min，在此轉(zhuǎn)速下樣品與 砂紙之間既保持較大的摩擦力又不會使研拋底片和砂紙脫落。當(dāng)樣品研磨 15min 后整個樣品表面的所有區(qū)域全部被研磨，這樣就可以換用下一號砂紙繼續(xù)對樣品 進(jìn)行研磨了。接下來用 400#砂紙研磨 10min、600#砂紙研磨 8min、800#砂紙研 磨 5min、1200#砂紙研磨 3min、1500#砂紙研磨 3min、2000#砂紙研磨 2min。經(jīng) 過這些道研磨工序后樣品表面已變得平整，此時可以對其進(jìn)行拋光操作，通過對 樣品進(jìn)行拋光可以使樣品表面更光滑平整。樣品在研磨盤上研磨時的狀態(tài)如圖 5 所示；

本實(shí)驗(yàn)中對樣品進(jìn)行拋光時拋光布選用合成革拋光布，拋光液選用金剛石噴 霧拋光液，拋光速度為 180r/min，對樣品拋光 10min，10min 后將拋光的樣品表 面與研磨后的樣品表面進(jìn)行對比可見樣品表面出現(xiàn)了明顯的光亮，說明樣品已經(jīng) 有部分被拋光亮了，但是否*被拋光還不知，因此還應(yīng)繼續(xù)對樣品進(jìn)行拋光， 再拋光 10min 后觀察樣品表面可見樣品表面更光亮了，這也說明拋光 10min 未使 樣品表面*拋亮。拋光 20min 后繼續(xù)再對樣品拋光一段時間樣品表面光亮度不 再發(fā)生變化，說明拋光 20min 已經(jīng)使樣品表面*拋光。拋光后的高分子復(fù)合材 料樣品與金屬材料和晶體材料不同，拋光后的光亮表面不是鏡面樣的，而是發(fā)亮 反光的表面，樣品表面有軟的區(qū)域也有硬的區(qū)域，軟的區(qū)域亮度低，硬的區(qū)域亮 度更亮。拋光后的樣品如圖 6 所示，可見樣品表面深顏色區(qū)域更亮，淺顏色的區(qū) 域亮度略低。這是由組成復(fù)合材料的材質(zhì)決定的。拋光后的樣品要用 VGT-1620QTD 超聲波清洗機(jī)對樣品進(jìn)行*清洗，因?yàn)閽伖庖褐械念w粒易進(jìn)入樣 品的紋理中，應(yīng)用超聲波進(jìn)行長時間的清洗使樣品表面盡量清洗的*。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 用 UNIPOL-802 自動精密研磨拋光機(jī)研磨拋光高分子復(fù)合材料時，研磨盤轉(zhuǎn)速為 70r/min，用連續(xù)的水流進(jìn)行冷卻和潤滑，選用合成革拋光墊+金剛石噴霧拋光液 對樣品進(jìn)行拋光，拋光 20min 后樣品表面被拋光亮了。