一種工程陶瓷專用磨削液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于陶瓷的磨削加工領域，具體設及一種工程陶瓷專用磨削液及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著科學技術，特別是能源、空間技術的發展，工程陶瓷W其高強度、低膨脹率、耐 磨損及化學穩定性等優越的性能受到廣泛關注并被應用于高技術工程領域中。工程陶瓷材 料是由粉末狀原料制造成型后在高溫下燒結而成，不可避免的毛巧燒結收縮量和特殊形狀 的要求，使得工程陶瓷零件需要經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] 在工程陶瓷的傳統磨削加工中仍存在著一系列的難題，如：（1)由于工程陶瓷材料 一般都具有相對較高的硬度，對陶瓷材料的磨削加工通常必須使用天然的或人造的金剛石 磨料，使其加工成本高，幾乎占整個加工成本的90% ; (2)陶瓷材料本質的力學特性便是其 固有的脆性，使得磨削過程中，在陶瓷材料表面和亞表面區域內易形成裂紋群，從而影響了 構件的穩定性和使用壽命；（3)工程陶瓷的加工性能差，磨削效率很低。運些難題導致傳統 的磨削難W優質高效地加工陶瓷構件，特別是精度高、形狀復雜的構件，使得陶瓷材料作為 工程結構材料的大規模推廣使用，在很大程度上取決于陶瓷零件加工技術的發展。
[0004] 然而，工程陶瓷的硬脆難加工特性給磨削技術帶來了新的挑戰：大的磨削力及高 的磨削溫度使加工條件急劇惡化，砂輪的磨損大大加劇，極易產生純化、堵塞現象而喪失切 削性能，從而造成加工面的脆性破壞及應力集中，加工質量惡化，難W滿足高精度、高效率 的加工要求。
[0005] 由此可見，提供一種新的磨削液，W期降低磨削區溫度，改善磨削條件，W緩解砂 輪的磨損及表面損傷深度是工程陶瓷磨削加工過程中亟待解決的問題。
[0006] 本發明磨削液的產生有助于解決工程陶瓷磨削加工難的問題，其相關專利及參考 文獻目前并未查閱到。
【發明內容】
[0007] 本發明的提出是為了克服現有的普通磨削液應用于工程陶瓷磨削加工后出現的 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，造成砂輪的不合理 損耗，降低砂輪的磨削比；工件表面容易出現裂紋及損傷變質層，不能滿足實際應用要求 等。本發明具有優異的潤滑性，良好的冷卻性能和抗極壓性，應用該磨削液能大幅降低加工 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 質量和精度，滿足實際生產要求。
[000引一種工程陶瓷專用磨削液，其特征在于:各組分質量百分含量為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 化鋼、2.2%~2.4%的甲基硅油醋、2.7%~2.9%的徑基硅油、2.5%~2.7%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，所述的工程陶瓷專用磨削液，其特征在于各組分質量百分含量為: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%的二硫化鋼、2.3%的 甲基硅油醋、2.8%的徑基硅油、2.6%的極壓抗磨劑、2.8%的緩蝕劑、3.1%的摩擦改進劑 和75.8%的去離子水。
[0010] 進一步，所述的工程陶瓷專用磨削液，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，所述的工程陶瓷專用磨削液，其特征在于:所述的緩蝕劑為十二烷基苯橫 酸儀。
[0012] 進一步，所述的工程陶瓷專用磨削液，其特征在于:所述的摩擦改進劑為硬脂基二 甲基氧化胺。
[0013] -種工程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%的二硫化鋼、2.3%的甲基硅油醋、2.8%的徑基硅油、2.6%的極 壓抗磨劑、2.8%的緩蝕劑、3.1%的摩擦改進劑和75.8%的去離子水稱取原料；
[0015] 步驟2、將二硫化鋼加入適量的去離子水，W2~2.5TVmin升溫速率升溫至25°C-30°C時保溫8~lOmin，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、甲基硅油醋加 入到反應蓋中，攬拌混合均勻，W10~15TVmin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、將徑基硅油、硬脂基二甲基氧化胺加入到反應蓋中，攬拌混合均勻，WlO~ 15 TVmin升溫速率升溫至55 °C-65 °C，保溫70-80分鐘，得到第S混合料；
[001引步驟5、將N，N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺、十二烷基苯橫酸儀、去離子 水依次加入到反應蓋中，攬拌混合均勻，W8~1 (TC/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，滴加結束后繼續攬拌 30-40分鐘，攬拌過程中采用平均功率25W、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，滴加結束后繼續攬拌 20-30分鐘，攬拌過程中采用平均功率35W、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=混合料邊攬拌邊加入到第六混合料中，滴加結束后繼續攬拌 50-60分鐘，攬拌過程中采用平均功率15W、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~IOtVmin降溫至常溫。
[0023] 本發明的作用和有益效果：
[0024] 本發明的一種工程陶瓷專用磨削液，具有優異的潤滑性，良好的冷卻性能和防誘 性能，使用本發明磨削液與現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、N，N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺、十二烷基苯橫酸儀及硬 脂基二甲基氧化胺等原料，實現了磨削溫度降低21.3%，法向磨削力降低50.7%，切向磨削 力降低64.4%，表面粗糖度降低64.3%，磨削后工程陶瓷表面損傷深度減少73.7%，取得了 意料不到的技術效果。
[0025] 具體的，所述脂肪酸甲醋聚氧乙締酸為表面活性劑，具有優異的分散性，對于工程 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，具有優異的硬表面潤濕性和滲透 性。
[0027] 所述二硫化鋼為固體潤滑劑，具有分散性好，不粘結的優點，添加在磨削液里，可 形成膠體狀態，能增加磨削液的潤滑性和極壓性。
[00%]所述甲基硅油醋為抗泡劑，具有表面張力小、消泡力強的特點。
[0029] 所述徑基硅油為油性劑，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。
[0030] 所述極壓抗磨劑具有優異的極壓性，保證邊界潤滑有較低的摩擦系數，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 醇聚氧乙締酸基氧化胺。
[0031] 所述緩蝕劑可W明顯抑制磨削液對磨削設備及工件的腐蝕或損壞，緩蝕劑為十二 烷基苯橫酸儀。