医用钛合金海尔贝克磁场阵列化学磁流变抛光研究.pdf

第51卷第4期湖南大学学报（自然科学版）Vol.51，No.4

2024年4月JournalofHunanUniversity（NaturalSciences）Apr.2024

文章编号：1674-2974（2024）04-0090-09DOI：10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024174

医用钛合金海尔贝克磁场阵列化学磁流变抛光研究

11121†

张祥雷，陈卓杰，廖煜晖，周芬芬，冯铭

（1.温州大学机电工程学院，浙江温州325035；

2.台州学院智能制造学院，浙江台州318000）

摘要：为了提高医用钛合金（TC4）抛光中的精度以及效率，采用基于海尔贝克磁场阵列

的化学磁流变抛光方法加工医用钛合金.利用海尔贝克磁场阵列强化磁场强度，将过氧化氢

溶液作为氧化剂来进行抛光加工.通过仿真模拟对比海尔贝克磁场阵列与常规N-S磁场阵

列，改变羰基铁粉的活性来验证实验可行性，研究了加工间隙、主轴转速以及磨粒粒径对工件

表面粗糙度以及接触角的影响规律.结果表明，海尔贝克磁场阵列比常规N-S磁场阵列有更

高的磁场强度；采用本文方法抛光的医用钛合金表面粗糙度比单一纯磁流变抛光降低80%；

当加工间隙为0.8mm，主轴转速为400rad/min，磨粒粒径为1µm时，可使工件表面达到光滑效

果，表面粗糙度最优可达15.5nm，同时测量出实验组钛合金表面接触角数值多数小于90°.应

用该方法抛光医用钛合金可以得到超光滑表面，表面具有亲水性，符合医用钛合金标准.

关键词：医用钛合金；表面粗糙度；接触角；化学磁流变抛光；海尔贝克磁场阵列

中图分类号：TG580.692文献标志码：A

StudyonChemicalMagnetorheologicalPolishingofMedicalTitanium

AlloybyHalbachMagneticFieldArray

11121†

ZHANGXianglei，CHENZhuojie，LIAOYuhui，ZHOUFenfen，FENGMing

（1.CollegeofMechanicalEngineering，WenzhouUniversity，Wenzhou325035，China；

2.SchoolofIntelligentManufacturing，TaizhouUniversity，Taizhou318000，China）

Abstract：Inthispaper，achemicalmagnetorheologicalpolishingmethodbasedontheHalbachmagneticfield

arrayisutilizedtoenhancetheprecisionandefficiencyofpolishingmedicaltitani