一種用于金剛石砂輪磨削碳化硅陶瓷專用磨削液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于陶瓷的磨削加工領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷 專用磨削液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學技術(shù)，特別是能源、空間技術(shù)的發(fā)展，工程陶瓷W其高強度、低膨脹率、耐 磨損及化學穩(wěn)定性等優(yōu)越的性能受到廣泛關(guān)注并被應(yīng)用于高技術(shù)工程領(lǐng)域中。工程陶瓷材 料是由粉末狀原料制造成型后在高溫下燒結(jié)而成，不可避免的毛巧燒結(jié)收縮量和特殊形狀 的要求，使得工程陶瓷零件需要經(jīng)過機械加工才能滿足尺寸、形狀的公差要求和表面粗糖 度要求。
[0003] 碳化娃陶瓷材料的制造成本較低、加工時間短，并且能夠進行大質(zhì)量的輕量化處 理，非常適合制造大尺寸并且結(jié)構(gòu)復雜的空間光學鏡片。燒結(jié)碳化娃在燒結(jié)成形過程中的 體積收縮率近乎等于零，得到的碳化娃胚體只需要對表面進行微量的尺寸加工就可W得到 工件要求的表面質(zhì)量和尺寸精度。運些加工特點有利促進著碳化娃在光學鏡片、飛行體零 部件領(lǐng)域的發(fā)展，并成為了主要材料。
[0004] 碳化娃材料由于本身的硬度很高，現(xiàn)今主要的加工方法為金剛石砂輪的磨削加 工，但是由于材料本身的硬脆性能，在加工時，工件容易產(chǎn)生裂紋W及亞表面損傷層，并且 加快金剛石砂輪的磨損速度，導致碳化娃材料的加工費用達到了碳化娃元件整體價格的 50%~90%。因此，工件表面W及亞表面損傷層深度W及分布的不規(guī)則性和砂輪快速的磨 損等原因都限制了碳化娃陶瓷元件更廣泛的應(yīng)用。其中，砂輪磨損對工件的表面質(zhì)量具有 很大影響。一方面金剛石砂輪的磨損形式和磨損量隨時間的變化規(guī)律制約加工工件表面的 表面及亞表面損傷W及加工后得到的工件表面精度。另一方面磨粒的銳利程度作為砂輪的 主要參數(shù)之一，直接決定著工件的磨削效果好壞。
[0005] 由此可見，提供一種新的磨削液，W期降低工件表面W及亞表面損傷層深度，改善 磨削條件，W緩解砂輪的磨損及保持磨粒的銳利是碳化娃陶瓷磨削加工過程中亟待解決的 問題。
[0006] 本發(fā)明磨削液的產(chǎn)生有助于解決碳化娃陶瓷磨削加工難的問題，其相關(guān)專利及參 考文獻目前并未查閱到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的提出是為了克服現(xiàn)有的普通磨削液應(yīng)用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷 加工后出現(xiàn)的一系列問題，包括:金剛石砂輪的磨削溫度過高，金剛石磨粒易石墨化，造成 金剛石砂輪的磨損速度過快;工件表面W及亞表面損傷層深度過深，不能滿足實際應(yīng)用要 求等。本發(fā)明具有優(yōu)異的潤滑性，良好的冷卻性能和抗極壓性，應(yīng)用該磨削液能大幅降低金 剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷加工過程磨削溫度、法向磨削力及切向磨削力，減少砂輪磨損，有 效提高工程陶瓷磨削加工表面質(zhì)量和精度，滿足實際生產(chǎn)要求。
[0008] -種用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液，其特征在于：各組分質(zhì)量百分 含量為4.8%~6.2%的脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、2.5%~2.9%的烷基合成醇烷氧基化合 物、2.2%~2.5%的二硫化鶴、4.2%~4.4%的環(huán)五聚二甲基硅氧烷、3.5%~3.7%的極壓 抗磨劑、2.3 %~3 %的緩蝕劑、2.5 %~3.5 %的摩擦改進劑和剩余含量的去離子水。
[0009] 進一步，所述的用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液，其特征在于各組分 質(zhì)量百分含量為：5.5%的脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、2.8%的烷基合成醇烷氧基化合物、 2.3 %的二硫化鶴、4.3%的環(huán)五聚二甲基硅氧烷、3.6 %的極壓抗磨劑、2.8 %的緩蝕劑、 3.1 %的摩擦改進劑和75.6%的去離子水。
[0010] 進一步，所述的用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液，其特征在于:所述的 極壓抗磨劑為N，N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺。
[0011] 進一步，所述的用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液，其特征在于:所述的 緩蝕劑為2，5-二徑基苯橫酸鹽。
[0012] 進一步，所述的用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液，其特征在于:所述的 摩擦改進劑為二芐基二硫代氨基甲酸鋒。
[0013] 用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液的制備方法，其特征在于包括W下具 體步驟：
[0014] 步驟1、按各組分質(zhì)量百分含量為5.5%的脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、2.8%的烷基合 成醇烷氧基化合物、2.3%的二硫化鶴、4.3%的環(huán)五聚二甲基硅氧烷、3.6%的極壓抗磨劑、 2.8 %的緩蝕劑、3.1 %的摩擦改進劑和75.6 %的去離子水稱取原料；
[0015] 步驟2、將二硫化鶴、二芐基二硫代氨基甲酸鋒混合均勻，加入適量的去離子水，W 12~15°C/min升溫速率升溫至35°C-40°C時保溫50~60min，在氣氣氣氛保護下研磨30-40 分鐘混合均勻，得到第一混合料；
[0016] 步驟3、依次將脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、烷基合成醇烷氧基化合物加入到反應(yīng)蓋 中，攬拌混合均勻，W10~15°C/min升溫速率升溫至50°C-60°C，保溫50-60分鐘，得到第二 混合料；
[0017] 步驟4、將環(huán)五聚二甲基硅氧烷、N，N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺加入 到反應(yīng)蓋中，攬拌混合均勻，W10~15°C/min升溫速率升溫至55 °C-65°C，保溫70-80分鐘， 得到第Ξ混合料；
[0018] 步驟5、將2，5-二徑基苯橫酸鹽、去離子水依次加入到反應(yīng)蓋中，攬拌混合均勻，W 8~10°C/min升溫速率升溫至55°C-65°C，保溫40-50分鐘，得到第四混合料；
[0019] 步驟6、將保溫的第一混合料邊攬拌邊加入到第四混合料中，滴加結(jié)束后繼續(xù)攬拌 30-40分鐘，攬拌過程中采用平均功率65W、脈沖重復頻率1曲Z及離焦量為0的納秒激光福照 混合料表面，得到第五混合料；
[0020] 步驟7、將保溫的第二混合料邊攬拌邊加入到第五混合料中，滴加結(jié)束后繼續(xù)攬拌 20-30分鐘，攬拌過程中采用平均功率85W、脈沖重復頻率1曲Z及離焦量為0的納秒激光福照 混合料表面，得到第六混合料；
[0021 ]步驟8、將保溫的第Ξ混合料邊攬拌邊加入到第六混合料中，滴加結(jié)束后繼續(xù)攬拌 50-60分鐘，攬拌過程中采用平均功率55W、脈沖重復頻率1曲Z及離焦量為0的納秒激光福照 混合料表面，得到第屯混合料；
[0022] 步驟9、將第屯混合料在30°C-4(rC下放置于超聲波發(fā)生器中進行超聲振動，超聲 功率300W-500W，振動時間30-40分鐘，然后W8~10°C/min降溫至常溫。
[0023] 本發(fā)明的作用和有益效果：
[0024] 本發(fā)明的一種用于金剛石砂輪磨削碳化娃陶瓷專用磨削液，具有優(yōu)異的潤滑性， 良好的冷卻性能和防誘性能，使用本發(fā)明磨削液與現(xiàn)有的普通磨削液相比，通過加入脂肪 酸甲醋聚氧乙締酸、烷基合成醇烷氧基化合物、二硫化鶴、環(huán)五聚二甲基硅氧烷、N，N-二甲 基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺、2,5-二徑基苯橫酸鹽及二芐基二硫代氨基甲酸鋒等原 料，實現(xiàn)了磨削溫度降低13.4%，法向磨削力降低39.2%，切向磨削力降低69.5%，表面粗 糖度降低54.8%，磨削后工程陶瓷表面損傷深度減少64.2%，取得了意料不到的技術(shù)效果。
[0025] 具體的，所述脂肪酸甲醋聚氧乙締酸為表面活性劑，具有優(yōu)異的分散性，對于碳化 娃陶瓷可W起到良好的浸潤和減摩作用。
[0026] 所述烷基合成醇烷氧基化合物為潤滑添加劑，具有優(yōu)異的硬表面潤濕性和滲透 性。
[0027] 所述二硫化鶴為固體潤滑劑，具有分散性好，不粘結(jié)的優(yōu)點，添加在磨削液里，可 形成膠體狀態(tài)，能增加磨削液的潤滑性和極壓性。
[0028] 所述環(huán)五聚二甲基硅氧烷為油性劑，在磨削過程中增強磨削液的油性和滲透能力 且形成潤滑膜，降低砂輪磨損。
[0029] 所述極壓抗磨劑具有優(yōu)異的抗磨減摩效果，保證邊界潤滑有較低的摩擦系數(shù)，能 明顯降低工程陶瓷磨削加工法向磨削力和切向磨削力的大小，極壓抗磨劑為N，N-二甲基- N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧