實驗材料：

12×12×19㎜的高分子復合材料試樣塊4塊，樣品尺寸如圖1所示；

實驗目的：

將高分子復合材料選取一組面（兩面相對）研磨并拋光。

實驗設備：

由沈陽科晶自動化設備有限公司制造的UNIPOL-802自動精密研磨拋光機、MTI-3040加熱平臺、VGT-1620QTD超聲波清洗機，實驗所用設備如圖2所示；

圖2 實驗所用設備圖

實驗耗材：

由沈陽科晶自動化設備有限公司銷售的水磨砂紙、合成革拋光墊、金剛石噴霧拋光劑、石蠟，實驗所用耗材如圖3所示；

實驗過程：

要對樣品進行研磨首先要把樣品固定在研磨機專用載樣塊上，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行預熱，待載樣塊溫度達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；

圖4 樣品在載樣塊上固定圖

對樣品進行研磨時一般選用砂紙對高分子復合材料進行研磨，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)整機械擺臂膠圈的位置在修盤環(huán)中線處，這樣在機械擺臂推動載樣塊時可以使載樣塊受力均勻，機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)的作用是促進載樣塊的旋轉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行研磨，根據(jù)經(jīng)驗一般選用40r/min對樣品進行研磨，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)。因此應重新選擇合適的速度對樣品進行研磨。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，將水流適當開大，然后將轉速調(diào)快，找到一個的轉速對樣品進行研磨，本實驗對高分子復合材料研磨時最終選擇的轉速為70r/min，在此轉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，此時可以對其進行拋光操作，通過對樣品進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；

圖5 樣品在研磨盤上的狀態(tài)圖

本實驗中對樣品進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，因此還應繼續(xù)對樣品進行拋光，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超聲波清洗機對樣品進行*清洗，因為拋光液中的顆粒易進入樣品的紋理中，應用超聲波進行長時間的清洗使樣品表面盡量清洗的*。

實驗結論：

用UNIPOL-802自動精密研磨拋光機研磨拋光高分子復合材料時，研磨盤轉速為70r/min，用連續(xù)的水流進行冷卻和潤滑，選用合成革拋光墊+金剛石噴霧拋光液對樣品進行拋光，拋光20min后樣品表面被拋光亮了。