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不锈钢因其低热膨胀系数、水氧隔离性能优越或成为柔性显示器的主要衬底材料。这就要求其表面实现全局平坦化,通常采用研磨抛光的方法,但是加工往往产生损伤,对后续加工的去除量及不锈钢衬底的使用性能均存在较大影响。本文主要对304不锈钢研磨抛光工序加工效率和表面/亚表面的损伤进行研究,具体研究如下:(1)304不锈钢加工表面/亚表面损伤的检测方案利用金相显微镜、三维表面轮廓仪和扫描电镜观测304不锈钢加工表面/亚表面损伤层厚度,通过sin2φ法测定304不锈钢亚表面残余应力,并确定表面/亚表面损伤检测策略:加工面形貌检测、加工面抛光与残余应力检测、镶嵌制样、截面研磨抛光、腐蚀、观察和检测。(2)游离磨料研磨304不锈钢表面/亚表面损伤的检测高效率和低损伤两者很难保全;高压、高转速、大粒径磨粒、短时间工况下研磨工件材料去除率高,达到1μm/min以上;低压、低转速、大粒径磨粒、长时间工况下表面粗糙度较低,低于0.336μm,表面损伤层厚度较小,小于4.677μm;高转速、小粒径磨粒工况下,亚表面残余应力较低,低于-171.49±9.01MPa;低压、低转速、长时间工况下,亚损伤层厚度较小,小于8μm;游离磨料研磨不锈钢产生的亚表面损伤层厚度大于表面损伤层厚度。(3)固结磨料研磨304不锈钢表面/亚表面损伤的检测高效率和低损伤两者很难保全;高压、高转速、短时间工况下研磨工件材料去除率高,达到1μm/min以上;高转速、小粒径磨粒工况下表面粗糙度较低,低于47.51nm,表面损伤层厚度较小,小于1.259μm;低压、高转速、小粒径磨粒工况下,亚表面残余应力较低,低于-440.49±9.01MPa;高转速、小粒径磨粒工况下,亚损伤层厚度较小,小于2.5μm;固结磨料研磨304不锈钢表面粗糙度和表面损伤层厚度小于游离磨料;固结磨料研磨304不锈钢亚表面残余应力大于游离磨料;固结磨料研磨304不锈钢产生的亚表面损伤层厚度大于表面损伤层厚度,并小于游离磨料;固结磨料研磨304不锈钢产生的总体损伤小于游离磨料。(4)化学机械抛光304不锈钢表面/亚表面损伤的检测高效率和低损伤两者很难保全;高压、高转速、短时间工况下抛光工件材料去除率高,达到0.7μm/min以上;高转速、小粒径磨粒工况下表面粗糙度较低,低于13.02nm,表面损伤层厚度较小,小于1.676μm;低转速、大粒径磨粒、长时间工况下,亚表面残余应力较低,低于-220.99±3.01MPa;高转速、小粒径磨粒工况下抛光工件后亚表面损伤层厚度较小,小于1μm;化学机械抛光304不锈钢表面粗糙度小于固结磨料,表面损伤层厚度却相反,但都小于游离磨料;由于化学腐蚀作用,化学机械抛光304不锈钢亚表面残余应力在游离磨料和固结磨料之间;化学机械抛光不锈钢产生的亚表面损伤层厚度与表面损伤层厚度相近,并小于游离磨料和固结磨料;化学机械抛光304不锈钢产生的总体损伤小于固结磨料和游离磨料。(5)304不锈钢光整工艺的优化游离磨料研磨不锈钢表面/亚表面损伤层厚度范围分别为4.677~16.698μm和8~35μm,变化较大;固结磨料研磨不锈钢表面/亚表面损伤层厚度范围分别为1.259~2.945μm和2.5~10μm,变化不大;化学机械抛光不锈钢表面/亚表面损伤层厚度范围分别为1.676~3.027μm和1~5μm,变化不大。进而得到304不锈钢优化光整工艺:首先使用第四章固结磨料最高效工艺参数(压力5psi、转速85r/min、磨粒粒径7μm)对对304不锈钢表面进行高效研磨,以快速磨平工件表面,耗时1.45h;之后采用第五章化学机械抛光法(工艺参数同上)对304不锈钢表面进行半精抛,耗时0.31h;最后采用第二章抛光方法对304不锈钢进行精抛,耗时1.7h。最终耗时3.16h实现全局光滑平坦化。