硬脆材料磨削加工崩碎損傷控制措施研究進展

李林虎，王龍，何東昱，劉謙，譚俊，唐修檢

1中國人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院；2中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)

1 引言

當(dāng)前，80%的硬脆材料加工工藝采用金剛石刀具(主要是砂輪)磨削加工[1，2]。磨削加工是通過磨料對被加工工件實行有限度損傷的加工方式，在獲得尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度的同時，也會引起被加工工件表面的損傷，破壞其表面完整性[3]。在磨削過程中，當(dāng)金剛石刀具突然接觸或離開工件時，工件邊緣極易產(chǎn)生碎裂或剝落，這種損傷形式被稱為邊緣碎裂、邊緣剝落或崩碎損傷[4-6]。崩碎損傷隨機性大，難于控制，不但會破壞工件的幾何精度，增加加工成本，還極易導(dǎo)致工件在服役過程中突然失效。難以測控的崩碎損傷和高昂的加工成本制約了硬脆材料在眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，減輕或消除硬脆材料加工過程中的崩碎損傷對提高零件的加工質(zhì)量，降低加工成本具有重要意義。根據(jù)研究人員使用的試驗方法，硬脆材料崩碎損傷控制措施大致可歸結(jié)為磨削參數(shù)控制法、輔助加熱控制法、輔助支撐控制法與表層實時增韌法四種。

2 磨削參數(shù)控制法

硬脆材料磨削后的邊緣質(zhì)量不僅取決于材料性能，還與砂輪特性、磨床性能及磨削參數(shù)等因素有關(guān)。如砂輪轉(zhuǎn)速越高，邊緣質(zhì)量越好，但會加劇砂輪磨損，提高加工成本；砂輪磨粒越小，磨削質(zhì)量越高，但會降低加工效率；磨削深度越大，加工效率提高，崩碎損傷更嚴重；工作臺進給速率越大，材料去除率越高，但進給速度太高又會導(dǎo)致崩碎損傷加劇[7，8]。因此，如何優(yōu)化這些工藝參數(shù)，實現(xiàn)硬脆材料的低損傷加工，以獲得最佳的工件邊緣，成為控制邊緣磨削質(zhì)量的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)方法采用不同的工藝參數(shù)，通過正交方法進行大量試驗進行優(yōu)化，得出最佳磨削條件，從而提高邊緣磨削質(zhì)量。Bifano T.G.等[9]從能量的角度出發(fā)，通過研究磨削深度與材料斷裂機理之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磨削深度足夠小且低于某臨界值時，材料以塑性變形的方式被去除，并基于此提出延性域加工方法以降低硬脆材料在加工中的崩碎損傷。Ohbuchia Y.等[10]通過減小砂輪磨粒粒徑，降低了單顆粒磨粒的材料去除率，同時通過降低工作臺的進給速率，實現(xiàn)了硬脆材料的延性去除，該方法顯著降低了硬脆材料在磨削加工中的崩碎損傷。Demirci I.等[11]研究了磨粒對工件加工質(zhì)量的影響。Nath C.等[12]在超聲振動磨削陶瓷材料的試驗過程中，通過調(diào)節(jié)振幅與工作臺進給速率，有效減輕了工件的崩碎損傷程度。Shin H.等[13]通過調(diào)節(jié)砂輪轉(zhuǎn)速與工作臺進給速率，有效減輕了工程陶瓷材料孔磨削加工過程中的崩碎損傷。Gao Shang等[14]研究了砂輪特性、磨削參數(shù)、工件厚度和晶格方向等因素對硅片磨削加工中崩碎程度的影響，研究表明，砂輪粒度、工作臺進給速度及工件厚度對碎裂程度有顯著影響，而晶格方向?qū)λ榱焉疃扔绊懖淮?。Ho?ek J.等[15]使用光學(xué)研磨與拋光技術(shù)，降低了熔融石英毛細管在加工中的崩邊，但此方法比傳統(tǒng)磨削加工花費時間更長，且不能完全消除脆性材料的崩碎損傷。

Wang Jianjian等[16]使用金剛石鉆頭對脆性材料進行旋轉(zhuǎn)超聲鉆削加工時發(fā)現(xiàn)，磨削深度是影響崩碎損傷程度的主要決定因素，同時通過試驗發(fā)現(xiàn)，崩碎損傷程度與工件厚度成正比。李志鵬等[17]建立了RB-SiC陶瓷的脆-塑轉(zhuǎn)變臨界切削深度模型，獲得了劃刻速度對RB-SiC陶瓷脆-塑轉(zhuǎn)變臨界切削深度的影響規(guī)律，為RB-SiC陶瓷低損傷磨削加工工藝參數(shù)的優(yōu)選提供了指導(dǎo)。Gyurika I.G.等[18]通過研究切削速度對花崗巖材料表面粗糙度與邊緣碎裂的影響發(fā)現(xiàn)，隨著切削速度的提高，材料表面粗糙度及崩碎損傷程度呈降低趨勢，但切削速度增大到一定程度后，崩碎損傷程度有加劇的趨勢，分析認為，此現(xiàn)象是由高速磨削產(chǎn)生的振動引起。Li Ping等[19]發(fā)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速的砂輪將使材料表面產(chǎn)生較大程度的塑性流動，可以有效降低崩碎損傷。Pratap A.等[20]在磨削BK7玻璃材料時，通過減小磨削深度和降低進給速率有效降低了切削力，從而使材料的崩碎損傷程度降低。Jain A.等[21]采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，研究了主軸轉(zhuǎn)速、進給速率及振幅對硬脆材料崩碎損傷的影響規(guī)律。Yin Ling等[22]通過使用細磨粒金剛石磨料大大降低了玻璃、氧化鋁陶瓷等硬脆材料在加工過程中的崩碎損傷。Zhu Dahu等[23]通過仿真與試驗相結(jié)合的方式，驗證了增加磨削速度有助于提高硬脆材料磨削表面形貌的完整性。

磨削參數(shù)控制法是抑制硬脆材料崩碎損傷的主要方法，可以顯著提高磨削后材料表面的完整性。但該方法費時費力，成本高昂，且易受設(shè)備精度、工人技能與材料性能的影響。

3 輔助加熱控制法

研究表明，硬脆材料在高溫作用下其強度、硬度與脆性都會顯著降低[41]，因此可通過輔助加熱磨削的方式降低加工過程中的崩碎損傷。當(dāng)前常用于硬脆材料輔助加熱磨削的熱源主要有氧乙炔、激光與微波三種。

20世紀80年代初，日本學(xué)者嘗試用氧乙炔對氮化硅陶瓷和莫來石進行輔助加熱磨削[42]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱溫度超過1200℃時，氮化硅和莫來石材料的去除形式由脆性斷裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃危沾刹牧显诩庸ぶ械谋浪閾p傷程度明顯減少，材料表面完整性顯著提高。氧乙炔輔助加熱磨削方式所需的附屬設(shè)備少，加工成本低廉，可以顯著降低硬脆材料在磨削中的邊緣崩碎損傷。但這種加熱方式功率低且加熱區(qū)域不易控制，使得加熱后的硬脆材料力學(xué)性能不均勻。同時，氧乙炔焰在加熱硬脆材料時，易造成材料表層燒蝕損傷[43]。

20世紀90年代以來，德國Fraungofer生產(chǎn)研究所[44]和美國Purdue大學(xué)[45，46]相繼采用激光輔助加熱磨削的方式抑制硬脆材料的崩碎損傷。激光加熱輔助磨削為硬脆材料的高效低損傷加工提供了方向，即在加工前利用激光對硬脆材料的局部進行輔助加熱，然后再磨削加工。激光產(chǎn)生的熱量可以降低材料局部硬度與強度，提高表層斷裂韌性。Lei S.等[47]使用激光輔助磨削的方法降低了氮化硅陶瓷在加工中的崩碎損傷，同時表征了激光輔助加熱下氮化硅陶瓷剪切區(qū)的塑性變形發(fā)現(xiàn)，高溫下玻璃晶界相的黏性流動及晶粒的轉(zhuǎn)向是氮化硅陶瓷發(fā)生塑性變形的主要原因。Wang Y.等[48]發(fā)現(xiàn)，與普通切削相比，激光加熱輔助切削氧化鋁陶瓷不僅可以得到質(zhì)量良好的陶瓷表面，還可以使刀具磨損降低20%～30%。Chang C.等[49]研究了激光輔助加熱方法對切削力、表面溫度、表面完整性及刀具磨損的影響，研究表明，激光輔助加熱可使進給與法向切削力分別降低22%與20%，相比一般加工條件，可獲得更好的邊緣與表面質(zhì)量。Yang B.等[50]研究發(fā)現(xiàn)，采用激光加熱到1300℃～1400℃時，氮化硅陶瓷材料被顯著軟化。Lee S.J.等[51]研究了激光輔助加熱對陶瓷材料結(jié)構(gòu)的影響，得出氮化硅陶瓷高溫軟化的主要原因是高溫條件下氮化硅表面會發(fā)生氧化并形成一層非晶硅。

Kizaki T.等[52]采用激光輔助加熱的方式對氧化釔穩(wěn)定四方相氧化鋯多晶陶瓷(Y-TZP)材料進行加工，得出Y-TZP材料的最佳輔助溫度為490℃左右，在此溫度下，材料的強度硬度顯著降低，磨削力減小，加工質(zhì)量與效率顯著提高。Guerrini G.等[53]試驗發(fā)現(xiàn)，在磨削加工前，利用激光熱源對反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷加熱可以使平均磨削力降低約26%～27%。李志鵬[54]獲得了激光加熱輔助磨削工藝參數(shù)對RB-SiC陶瓷表面/亞表面損傷的影響規(guī)律，為實現(xiàn)抑制RB-SiC陶瓷磨削時表面/亞表面的損傷提供了新技術(shù)途徑。Woo W.S.等[55]在使用激光輔助加工氮化硅陶瓷的試驗過程中發(fā)現(xiàn)，隨著預(yù)熱溫度的提高，陶瓷強度降低，切削力減小，材料邊緣崩碎損傷程度降低，同時試驗結(jié)果表明，邊緣崩碎率在陶瓷的迅速軟化階段下降最快，這說明陶瓷強度與硬度是影響崩碎損傷的關(guān)鍵因素。Basem M.A.Abdo等[56]在使用激光輔助加工氧化鋯陶瓷的過程中，研究了激光強度、脈沖頻率、掃描速率及材料厚度對陶瓷崩碎損傷的影響。Pu Yezhuang等[57]研究發(fā)現(xiàn)，氮化硅陶瓷在不同的激光功率下表現(xiàn)出三種材料去除模式：激光功率較低時，陶瓷材料以脆裂形式去除；激光功率較高時，陶瓷材料表面產(chǎn)生嚴重?zé)釗p傷；激光功率在合適范圍內(nèi)時，陶瓷材料被顯著軟化并以塑性變形形式去除。激光能量密度集中，能量大小易于控制，但激光器附屬設(shè)備多且造價昂貴，使得加工成本較高。

微波是頻率范圍在300MHz～3000GHz的電磁波。微波的電磁能量能穿透介質(zhì)材料，傳送到物質(zhì)內(nèi)部，并與物體的原子、分子相互碰撞、摩擦，從而使物體發(fā)熱。微波加熱具有內(nèi)外同熱、熱應(yīng)力小、效率高、加熱速度快、成本低和有選擇性等特點，因而被應(yīng)用到許多實踐中。2002年以色列研究人員Jerby E.等[58]第一次提出應(yīng)用微波輔助鉆削方法抑制玻璃、工程陶瓷等硬脆材料在加工過程中的崩碎損傷，取得了良好成效，并隨后揭示了加工過程中微波產(chǎn)生的溫度場及熱塑效應(yīng)對陶瓷加工效率的影響規(guī)律[59-62]。在此基礎(chǔ)上，汪學(xué)方等[63]將微波加熱輔助切削硬脆材料的應(yīng)用范圍進一步擴大，推導(dǎo)出材料塑性化的經(jīng)驗溫度值，并在理論分析的基礎(chǔ)上，建立了微波輔助加工硬脆材料的數(shù)值分析模型。上田隆司曾采用遠紅外技術(shù)把熱壓氮化硅工件整體加熱到2500℃以上再進行加工，得到的加工形貌較為良好[64，65]。Pelalak R.[66]等利用2.47GHz微波加熱方式對碳納米管材料進行切割加工，有效降低了加工損傷。Lautre N.K.等[67]在微波加熱輔助孔加工玻璃試樣的試驗中發(fā)現(xiàn)，微波加熱可顯著改善玻璃試樣的表面加工性能，有效降低加工崩邊程度。Lautre N.K.等[68]還通過試驗優(yōu)化了微波輔助加熱方法在有機玻璃鉆孔過程中的工藝參數(shù)，并使用直徑為0.8mm的鉆頭鉆出直徑為0.9mm且形貌良好的孔。相對于激光輔助加熱而言，微波輔助加熱成本較低，但大功率的微波輻射易對人體造成危害，要想實現(xiàn)推廣應(yīng)用，許多安全問題有待進一步解決。

4 輔助支撐控制法

出口崩碎損傷在三類損傷形式中最為嚴重，這主要源于砂輪離開工件時對工件邊緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力。硬脆材料的抗拉強度差且工件邊緣無材料支撐與約束，從而造成出口崩碎損傷較為嚴重[69]。理論上通過對硬脆材料邊緣施加一定的壓應(yīng)力就可有效抑制硬脆材料的出口崩碎損傷，因此，眾多研究人員采用輔助支撐控制法，通過試驗、仿真和理論分析等方式研究了輔助支撐控制法的工藝流程及作用機理。

Heard H.C.等[70]對BeO，Al2O3以及AlN等多晶陶瓷進行了約束應(yīng)力下的準靜態(tài)三軸壓縮試驗，發(fā)現(xiàn)陶瓷材料有從脆性向塑性過渡的現(xiàn)象。Zhou Z.H.等[71]首次提出預(yù)應(yīng)力加工技術(shù)，旨在通過調(diào)節(jié)加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)降低材料在加工過程中的損傷。張建華等[72]使用超聲波加工工程陶瓷孔時，在工件底面施加一均布的沖擊力，減小了作用在工程陶瓷底面的應(yīng)力，從而降低了出口崩碎損傷程度。許俊等[73]建立了旋轉(zhuǎn)超聲加工二維有限元模型，研究了預(yù)緊力、支撐長度及材料類型三種因素對陶瓷出口崩碎損傷的影響，并通過試驗進行了證實。Chen Weinong等[74]在一定預(yù)壓應(yīng)力下對玻璃材料進行了準靜態(tài)實驗與動態(tài)壓縮實驗，研究發(fā)現(xiàn)，施加一定的預(yù)應(yīng)力可以改變材料的斷裂機理，有效抑制原生裂紋的擴展。Huang H.等[75]采用數(shù)值模擬的方式分析了側(cè)向預(yù)應(yīng)力對巖石碎裂時應(yīng)力變化的影響，研究表明，側(cè)向應(yīng)力能有效抑制中位裂紋的擴展。

Chen Shuntong等[76]使用臺式鉆床對光學(xué)玻璃鉆孔時，通過施加一定程度的壓應(yīng)力，并使用一種具有中空軸和負后傾角的新型金剛石刀具，加工出崩碎損傷程度小于30μm的微孔。Masahiko Yoshino等[77]在靜水壓力環(huán)境下對單晶硅材料進行了單顆粒劃痕試驗，發(fā)現(xiàn)施加靜水壓力后的單晶硅損傷程度明顯減??；隨后研發(fā)出高靜水壓單磨粒切削試驗設(shè)備，發(fā)現(xiàn)高靜水壓能有效減少石英、玻璃等脆性材料在加工過程中的碎裂，增加臨界深度，促使材料去除模式由脆性轉(zhuǎn)變至塑性[78-80]。Kaitkay P.等[81]使用表面鍍有聚晶金剛石的車刀對高靜水壓下的巖石進行了切削實驗，研究表明，高靜水壓能有效抑制刀具切削路徑前端微裂紋的形成，材料去除由脆性去除向塑性去除轉(zhuǎn)變，有效提高了工件的加工質(zhì)量。

姜勝強[82]在單向預(yù)壓應(yīng)力下對工程陶瓷進行了有限元模擬與磨削實驗，研究發(fā)現(xiàn)，隨著預(yù)壓應(yīng)力的增大，陶瓷崩碎損傷程度明顯降低，且陶瓷材料表面/亞表面損傷顯著降低；同時深入研究了預(yù)壓應(yīng)力對硬脆材料崩碎損傷的影響，建立了如圖1所示的預(yù)壓應(yīng)力劃痕模型，并在預(yù)壓應(yīng)力劃痕實驗的基礎(chǔ)上，提出在預(yù)壓應(yīng)力作用下硬脆材料磨削加工時材料內(nèi)部的應(yīng)力變化及原生裂紋的擴展規(guī)律。該模型表明：當(dāng)施加合適預(yù)壓應(yīng)力后，材料內(nèi)部的第一主應(yīng)力由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，材料內(nèi)部的最大剪應(yīng)力顯著降低；在預(yù)壓應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部裂紋擴展的方向發(fā)生了改變，擴展深度變淺。從理論角度揭示了預(yù)壓應(yīng)力降低崩碎損傷的機理。

王健全等[83]將熔融態(tài)的鋁、鎂等熔點較低的金屬澆筑在板狀陶瓷工件四周，利用金屬冷卻時產(chǎn)生的壓應(yīng)力有效減輕了陶瓷磨削過程中的崩碎損傷，提高了工程陶瓷磨削加工后的表面與邊緣質(zhì)量。張文博[84]對碳化硅陶瓷進行了雙向預(yù)壓應(yīng)力劃痕試驗與磨削試驗，研究發(fā)現(xiàn)，隨著雙向預(yù)壓應(yīng)力的增大，材料產(chǎn)生崩碎損傷的臨界載荷增大，在相同磨削條件下，采用雙向預(yù)壓應(yīng)力磨削法加工后的碳化硅陶瓷表面質(zhì)量更高。Du Cezhi等[85]在預(yù)壓應(yīng)力下對氧化鋁和氧化鋯陶瓷進行磨削，研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)壓應(yīng)力的存在降低了陶瓷表面粗糙度數(shù)值，提高了磨削表面質(zhì)量。

圖1 崩碎損傷預(yù)壓應(yīng)力劃痕模型

姚遠等[86]基于二維預(yù)壓應(yīng)力磨削方法，對氧化鋁陶瓷進行了磨削試驗，研究表明，二維預(yù)壓應(yīng)力有效提升了磨削后陶瓷材料的表面質(zhì)量，降低了磨削表面粗糙度值，同時，二維預(yù)壓應(yīng)力使裂紋產(chǎn)生與擴展的能量增大，從而使磨削后亞表面損傷層厚度減小。張溫亞[87]使用單點磨削方法對氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷進行了雙劃痕試驗，研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)壓應(yīng)力可以抑制裂紋的擴展，在一定程度上抑制了兩道劃痕之間的相互作用，但在抑制陶瓷材料加工損傷的同時也降低了材料的去除率。Zhang Gaofeng等[88]研究了二維預(yù)壓應(yīng)力(TCP)下氧化鋁和氧化鋯陶瓷的磨削過程，研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)念A(yù)壓應(yīng)力值下，磨削損傷(裂紋與碎裂)減少，分析得出損傷的減少是由于TCP阻止了裂紋擴展，從源頭上阻止了剝落等加工缺陷，但當(dāng)采用TCP時，磨削深度將會減小，材料去除率降低，加工效率降低。

理論分析認為，當(dāng)壓應(yīng)力大于工件邊緣承受的拉應(yīng)力時，出口崩碎損傷才能得到有效抑制。由于當(dāng)前主要選用剛性材料作為支撐，導(dǎo)致加工時工件裝夾困難。因此，輔助支撐控制法目前只適用于加工形狀簡單的工件。

5 崩碎損傷控制措施新進展

諸多有益的研究成果減輕了硬脆材料磨削過程中的崩碎損傷程度，提升了加工品質(zhì)。但這些方法都是從材料去除機理的角度通過控制工藝參數(shù)來降低崩碎損傷程度，對磨削過程中材料表層的斷裂強度關(guān)注較少。事實上，硬脆材料的失效往往始于材料表面或近表面處的缺陷，其表層斷裂強度是影響崩裂損傷產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。在磨削過程中，硬脆材料表層常會殘留60μm左右的損傷層，這些損傷層包含了大量微裂紋和微間隙，而硬脆材料的塑性變形能力較差，對表層的微缺陷非常敏感，在砂輪的持續(xù)動態(tài)作用下，這些微裂紋、微間隙極易擴展誘發(fā)產(chǎn)生新的微裂紋，從而使材料表層的斷裂強度大幅度衰減。當(dāng)作用在硬脆材料表層的磨削力超過工件邊緣微裂紋尖端的應(yīng)力強度時，這些微裂紋就會迅速朝工件的自由表面擴展，從而產(chǎn)生崩碎損傷。因此，通過改善硬脆材料磨削過程中的表層斷裂韌性，提高材料自身抵抗裂紋擴展的能力，是從源頭上減輕甚至消除崩碎損傷的方法?；诖?，本課題組提出了基于表層實時增韌抑制硬脆材料崩碎損傷的方法，即表層實時增韌法。

表層實時增韌法的基本思想是：在磨削過程中，將增韌劑實時涂覆到硬脆材料的磨削表面，通過包覆、浸潤、滲透、固化作用，使增韌劑實時填充到硬脆材料表面損傷層的微裂紋和微空隙中。當(dāng)砂輪作用到硬脆材料表面時，增韌劑作為能量吸收組元，通過塑性變形迅速吸收外來能量，從而降低微裂紋尖端的應(yīng)力強度，阻止表層微裂紋進一步擴展，達到減輕或消除崩碎損傷的目的，其增韌原理如圖2所示。

(a)增韌前

(b)增韌后

實驗比較了酚醛樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、SF-04型樹脂和甘油酯樹脂等材料作為增韌劑時對氮化硅陶瓷崩碎損傷的影響。實驗表明：不同的材料配制比例對增韌劑的滲透性和固化性影響較大；采用增韌劑后，氮化硅陶瓷的崩碎損傷會明顯減輕；在四種增韌劑中，雙酚A型環(huán)氧樹脂的增韌效果最佳。在此基礎(chǔ)上，王龍等[89]使用聚氨酯樹脂與環(huán)氧樹脂制備了一種增韌型膠黏劑，在磨削加工時涂覆在氮化硅陶瓷表層，有效降低了氮化硅陶瓷的崩碎損傷；同時發(fā)現(xiàn)，在磨削實驗中切削液與硬脆材料在高溫高壓下的加工區(qū)域會生成一層軟化膜，降低了硬脆材料表層的硬度與脆性。王龍等[90]還使用長鏈烷烴、硅酸、三乙酸甘油酯、有機醇和直鏈飽和脂肪酸鹽等試劑按特定比例混合制備成一種切削液，通過磨削試驗證實，該切削液相較于傳統(tǒng)切削液可有效減弱陶瓷材料的崩碎損傷程度[75]。

本課題組提出了磁力增韌法用于降低硬脆材料在加工過程中的崩碎損傷。磁力增韌法的基本思想是：將磁流變液體滲入硬脆材料表層的裂紋與孔隙中，在加工時施加可控磁場，使得硬脆材料表層缺陷內(nèi)部的磁流變液經(jīng)磁流變效應(yīng)后黏度增加，提高硬脆材料的表層韌性；同時材料周圍的磁流變液經(jīng)固化形成三維周向預(yù)應(yīng)力包封，從而抑制硬脆材料的邊緣崩碎損傷，改善加工質(zhì)量[91]。

6 結(jié)語

當(dāng)前，材料加工領(lǐng)域多從優(yōu)化工藝參數(shù)、加熱軟化材料表面、在材料易發(fā)生碎裂處施加壓應(yīng)力等角度減小硬脆材料在加工過程中的崩碎損傷，以提高加工表面質(zhì)量。這些方法有效抑制了崩碎損傷，但每種措施在實際生產(chǎn)加工中均暴露出不同程度的問題與缺陷，同時這些方法過多關(guān)注加工工藝參數(shù)而對材料表層的性能關(guān)注較少。本文基于提高硬脆材料自身抵抗裂紋擴展的思想提出了表層實時增韌法，從源頭降低硬脆材料崩碎損傷。因此深入研究表層實時增韌抑制硬脆材料崩碎損傷的關(guān)鍵技術(shù)和作用機理，具有很強的工程應(yīng)用性和重要的科學(xué)研究意義。