Improving of Surface Quality of Metal Reflector Mirrors Machined by Single Point Diamond Turning
Open Access
- 25 June 2021
- journal article
- research article
- Published by Belarusian National Technical University in Devices and Methods of Measurements
- Vol. 12 (2), 139-145-145
- https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-139-145
Abstract
Совершенствование технологии алмазного точения алюминиевых сплавов имеет важное значение для расширения областей применения металлооптических изделий на основе алюминия в авиационно-космической технике. Целью настоящей работы являлось исследование влияния неоднородностей структуры поверхности исходных подложек из алюминиевого сплава на их оптические и механические характеристики и определение путей повышения качества алюминиевых зеркал-отражателей, изготавливаемых с использованием наноразмерной алмазной лезвийной обработки. Исследованные зеркала-отражатели изготавливались из алюминиевого сплава АМг2. Оптическая обработка поверхности производилась на прецизионном токарном станке со шпинделем на воздушном подшипнике с использованием специального алмазного резца с радиусом закругления лезвия менее 0,05 мкм. Анализ структуры поверхности подложек из сплава АМг2 проводился методами растровой электронной микроскопии/электронного микрозонда. Контроль качества обработки поверхности изготовленных зеркал-отражателей осуществлялся методом атомно-силовой микроскопии. Исследовались также отражательная способность и лучевая прочность данных образцов. Показано, что важной проблемой при изготовлении оптических элементов из алюминиевых сплавов является неоднородность структуры исходного материала, связанная с наличием интерметаллидных включений. Термообработка подложек из сплава АМг2 при Т ≥ 380 °С позволяет улучшить качество обработки поверхности и лучевую прочность алюминиевых зеркал как за счёт снятия механических напряжений, так и за счёт частичной гомогенизации исходного материала. Оптимальной является термообработка при максимально допустимой для сплава АМг2 температуре Т = 540 ºС, в результате которой происходит полное исчезновение интерметаллидных включений с повышенным содержанием магния. Применение высокотемпературной термообработки подложек позволяет, по сравнению с неотожжёнными образцами, снизить шероховатость поверхности с 1,5 до 0,55 нм, повысить отражательную способность зеркал на длине волны 1064 нм с 0,89 до 0,92 и повысить лучевую прочность с 3,5 до 5 Дж/см2.Keywords
This publication has 12 references indexed in Scilit:
- Micro and Nano Machining of Engineering MaterialsPublished by Springer Science and Business Media LLC ,2019
- Al6061 surface roughness and optical reflectance when machined by single point diamond turning at a low feed ratePLOS ONE, 2018
- Molecular dynamics analysis of nanomachining of rapidly solidified aluminiumThe International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017
- Advanced metal mirror processing for tactical ISR systemsPublished by SPIE-Intl Soc Optical Eng ,2013
- Large stable aluminum optics for aerospace applicationsPublished by SPIE-Intl Soc Optical Eng ,2011
- Nano and MicromachiningPublished by Wiley ,2009
- Metal mirrors with excellent figure and roughnessPublished by SPIE-Intl Soc Optical Eng ,2008
- Development of Damage-Resistant Metal Mirrors for Laser-IFEPublished by Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ,2007
- Surface characterization of aluminum alloys after diamond turningJournal of the American Academy of Dermatology, 2006
- Material trades for reflective optics from a systems engineering perspectivePublished by SPIE-Intl Soc Optical Eng ,2003