[發明專利]納米磨削工藝及納米磨削液

無效

• 申請號: 201010004222.2
• 申請日: 2010-01-11
• 公開（公告）號: CN101760285A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 李長河;侯亞麗;劉占瑞;杜超;房贊;趙婷婷
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C10M125/04
• 分類號: C10M125/04;C10M125/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種機械加工的方法和材料，即一種納米磨削工藝及納米磨削液。

背景技術

磨削是重要的精密加工方法，它主要用來提高工件表面精度和表面完整性。但是磨削過 程中切屑層厚度比較薄，與切削相比相差幾十倍至幾百倍，如此小的切削厚度會使其比切削 力非常大，比能很高，產生大量的熱量，其中大約60％-95％的熱量被傳入工件，僅有不到 10％的熱量被切屑帶走。這些傳入工件的熱量在磨削過程中常來不及傳入工件深處，而聚集 在工件表面層形成局部高溫。工件表面溫度常可高達1000℃以上，在表面層形成極大的溫度 梯度(可達600-1000℃/mm)，所以磨削的熱效應對工件表面質量和使用性能影響極大。特別 是當溫度在界面上超過某一臨界值時就會引起表面的熱損傷(表面的氧化、燒傷、殘余應力和 裂紋)，其結果將會導致零件的抗磨損性能降低，應力銹蝕的靈敏性增加、抗疲勞性變差，從 而降低零件的使用壽命和工作可靠性。同時，磨削周期中工件的累積溫升，也導致工件產生 尺寸精度和形狀精度誤差。此外，磨削熱會加劇砂輪的磨損，導致加工成本的提高。

為了消除或降低磨削熱的影響，人們采用流動導熱介質參與磨削過程，達到了帶走熱量 的目的。目前采用的流體導熱介質主要有液體和氣體兩種。氣體主要是冷氣噴射。液體有液 氮和磨削液等，其中，應用最廣的是磨削液。目前使用的磨削液可以分為兩大類：即油基磨 削液和水基磨削液。油基磨削液一般是在各種純礦物油中加入極性添加劑等成份，為了環保 的目的，也有采用植物油做主要成份的。水基磨削液又分為乳化液和溶解液兩種，乳化磨削 液為油和水的乳化液，溶解磨削液是在水中加入可溶性的合成潤滑劑形成的溶解液。磨削液 的功能主要有以下四個方面：潤滑作用；冷卻作用；清洗作用；防銹作用等。油基磨削液潤 滑性能優于水基磨削液，但水基磨削液冷卻效果好。

由常識可知，物質的導熱性能與物質的密度有關，一般來說，密度越大導熱性能越好。 由此可以推論固體物的導熱性能優于液體。可是，由于固體物質流動性差，既難于參與磨削 過程，又很難帶走熱量，所以還沒有得到重視。

發明內容

本發明的目的是提供一種固體介質參與磨削過程的磨削工藝。

本發明的又一目的是提供一類有固體顆粒參與，既有優越的導熱性能，又有良好的流動 性能的磨削介質。

本發明的另一目的是提供一種納米磨削介質的制造方法。

上述目的是由以下技術方案實現的：提供一種納米磨削工藝，其特點是：將固體物質的 納米級顆粒施加到磨削過程中。

提供一種納米磨削液，其特點是：這種納米磨削液是由固體物質的納米級粒子和液體磨 削液混合而成。

所說的固體物質是金屬物質。

所說的金屬物質是銅或鋁或鋅。

所說固體物質是氧化物。

所說的氧化物是氧化鋁或氧化鋅或氧化鋯。

所說的納米級固體粒子的粒度在1-100nm之間，納米粒子的體積百分數含量為1- 10vol％。

所說的納米級固體粒子的粒度為60nm。

所說液體磨削液是水基磨削液。

所說液體磨削液是油基磨削液。

所說的納米磨削液的加工方法是在納米粒子和磨削液的混合液內添加穩定劑后，再采用 超聲波振動，得到穩定的懸浮液。

本發明的有益效果是：采用納米磨削液的磨削過程和現有水基或油基磨削液相比，其磨 削區的溫度、表面粗糙度、磨削阻力、磨具損耗等指標均大幅度降低，加工質量和經濟效益 顯著提高，因而具有較高的應用價值和市場前景。

具體實施方式

為了驗證納米磨削液的效果，我們做了大量實驗。納米磨削液和現有磨削液的對比實驗， 納米磨削液的配方優選，包括材料、粒度、含量、配制方法等。現從中選出兩個具體實驗和 一個實驗資料統計數據來進行說明。

實驗一：

a.實驗目的：

考查納米粒子磨削液和現有磨削液的磨削質量的差別。

b.實驗準備：