整体叶轮是离心压缩机的核心部件,广泛应用于航空、航天、能源、动力等领域,其表面加工质量直接影响整机气动性能与使用寿命。FV520B钢整体叶轮具有叶片曲率变化大、流道狭窄、结构刚性弱、材料难加工等特征,成为制约其高效、高精、低损伤加工的瓶颈。当前整体叶轮主要以机械应力去材料抛光为主,该方式存在抛光表面材料残留明显、损伤层大且抛光效率低,严重制约了高品质整体叶轮的生产。因此,亟需研究一种整体叶轮高效、高精、低损伤的加工方法,以期解决高品质整体叶轮制造难题。化学机械抛光（CMP）是目前平面零件超精密加工的主要方式之一,本文根据传统CMP原理,结合FV520B钢整体叶轮材料与结构特征,提出了一种整体叶轮浸入式CMP工艺方法,围绕该工艺关键技术及加工机理展开了研究,主要研究内容与结论如下:（1）设计优化FV520B钢整体叶轮浸入式CMP工艺,开发工艺配套装置;建立整体叶轮浸入式CMP过程中颗粒运动学几何模型与数学模型,分析颗粒在流体中的运动特性及受力情况,同时推断出叶片受力模型;分析整体叶轮浸入式CMP过程中材料去除方式,并建立材料去除力及去除体积理论模型;建立固液两相流计算模型,选用Eulerian多相流模型与RNG k-ε湍流模型对整体叶轮浸入式CMP过程进行流体仿真;通过理论分析与流体仿真,获取整体叶轮最优CMP工艺参数,揭示整体叶轮浸入式CMP材料去除机理与高精度叶片表面创成机制。（2）采用电化学工作站测试了双氧水、次氯酸钠、过硫酸钠等9种试剂对FV520B钢的开路电压,以及氢氧化钠、磷酸、柠檬酸等6种试剂对FV520B钢的腐蚀电位与腐蚀电流,以分析不同试剂对FV520B钢材料的氧化性能及腐蚀性能;同时设计单因素试验与正交试验,以确定FV520B钢整体叶轮的最佳CMP浆液,即为:双氧水、磷酸、烟酸、碳化硅及去离子水。（3）利用最优参数及最佳抛光液对FV520B钢整体叶轮进行工艺试验,结果表明:经2.5 h CMP后,叶片表面粗糙度Ra平均值由1.608±0.058μm降低至0.673±0.035μm,表面刀痕、振纹、凹坑等缺陷基本消除;采用SEM、EDS、XRD、TEM、选区电子衍射（SAED）及高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对叶片表面微观形貌、元素分布、晶体结构及损伤层厚度等进行表征,结果显示工件表面材料组织、元素成分及晶体形态等变化微小,损伤层厚度由原始的900 nm降低至350 nm;设计拉伸试验、应力测试及显微硬度测试,分析工件CMP前后力学性能变化;采用SEM分析FV520B钢试件拉伸断口宏-微观形貌,揭示材料断裂机制;检测结果证明了整体叶轮浸入式CMP工艺设计、流体仿真及相关理论的正确性与可行性,解决了FV520B钢整体叶轮高效、高精、低损伤抛光技术难题。（4）采用XPS分析FV520B钢工件原始表面、经各试剂溶液浸泡后表面及CMP后表面的元素分布,揭示CMP浆液中各试剂化学作用机理;通过FTIR分析CMP浆液中有机物基团变化,推断出可能存在的配位反应;利用电化学工作站测试抛光液的开路电压及塔菲尔曲线,分析抛光液的氧化性与腐蚀性;综合得出FV520B钢整体叶轮的CMP机理为:双氧水将工件表面氧化,磷酸促进该氧化反应的进行,形成氧化层;磷酸与烟酸电离出H+,微溶解、软化及破坏氧化层,双氧水加速该反应速率;烟酸则抑制上述氧化与溶解的进行,并通过O-H、C-N及C=N基团与溶解在浆液中的金属离子发生络合反应,形成螯合物沉淀;CMP浆液中的碳化硅磨粒对工件表面的氧化层进行微切削机械去除,使工件表面裸露新基体,再进行氧化、溶解、络合等化学作用,使化学与机械作用交替循环进行,最终达到平衡状态,实现工件表面的高效、高精、低损伤抛光。该研究成果,已成功应用于沈阳透平机械股份有限公司、中国航空制造技术研究院及中国兵器工业集团第五二研究所等企业,以第二发明人授权发明专利9项（导师第一）,第二成果人获省部级二等奖1项（辽宁省专利二等奖,导师第一）。