[發明專利]一種適于軟金屬表面機械光整用的準晶研磨膏

無效

• 申請號: 201310169737.1
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103242803A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 羌建兵;陳千寶;董闖;王英敏;王清
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;C09G1/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明涉及一種適用于較低硬度軟金屬/合金（如Hv≤4GPa的Al，Cu，Mg，Ti金屬/合金及相關軟釬料等）表面機械光整處理用的準晶研磨膏或漿液，屬于表面機械光整加工技術領域。其特征在于以準晶類合金粉體材料為磨料，具有突出的表面光整與表面缺陷修復能力，能以較低的磨損量獲得高光整度的工件表面，在達到粗糙度等要求的同時保持工件的尺寸精度；研磨膏/漿液還具有高穩定性、高流動性、易于清洗等特點。

背景技術

機械研磨是一種重要的材料表面光整處理技術，其工藝效果主要與所選擇的研磨劑/膏的特性相關。一般的，研磨劑/膏的研磨性能由其中的磨料種類與性質決定，涉及磨料的硬度與彈性模量以及磨粒大小與形狀等因素。目前，用于金屬材料表面研磨處理的常見磨料有金剛石、剛玉和碳化物等，它們常具有超高的硬度和大的彈性模量，適合鐵基合金等硬質材料的機械拋光。

對于Al、Cu、Mg、Ti金屬/合金及相關釬料等軟合金材料，由于其硬度較低（一般維氏硬度Hv≤4GPa），機械研磨時，如果所用磨料硬度很高（如超硬的金剛石或碳化硅等），磨料顆粒容易嵌入并引發軟金屬或合金樣品的二次劃傷，導致后者表面產生新凹坑和劃痕，使得工件表面粗糙度和光澤度惡化，難以達到滿足光整加工需求。目前，在鋁合金和銅合金等軟金屬行業中廣泛采用化學拋光或是電解拋光技術來做表面處理，但存在表面粗糙度較低、表面質量不理想、成本高、污染大等問題。近來，國外發展出可應用于軟合金材料表面拋光新型拋光材料，但其核心技術被境外企業壟斷，導致國內相關商品價格高昂。因此，尋求一種合適的磨料來實現軟合金材料高質量的表面光整處理成為我國機械加工領域當前面臨的重要課題。

本發明針對軟合金材料機械光整處理的工況和表面質量要求，結合準晶類材料的性能特點，基于工件與磨料間的硬度與楊氏模量等參數匹配關聯，設計與開發出一種品質穩定、流動性好、拋光效率高和易清洗的新型研磨材料，以滿足軟金屬/合金材料表面機械光整處理的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：①克服常規磨料對軟金屬或合金進行機械光整處理時易引發的工件表面二次劃傷現象；②滿足軟金屬或合金的機械光整需求，可達到光整加工的表面粗糙度或光澤度工業標準；③磨料同時具備良好的光整加工與表面缺陷修復能力，在滿足加工要求的前提下，盡量降低磨料對工件的磨損量，以滿足特殊精密工件的表面光整處理需要。

為解決上述技術問題，本發明提供一種適用于Al、Cu、Mg、Ti金屬/合金及相關釬料等軟合金材料表面光整化的準晶研磨膏，包括其制備方法和用途。由此得到的準晶研磨膏具有良好的分散穩定性、好的流動鋪展性、兩溶性（即水溶性與油溶性）、粘度適中和易于清洗等特點。尤其是，該研磨膏顯示突出的表面缺陷修復能力，且具有高效的研磨拋光能力，能以較低的磨損量獲得高光整度的工件表面，在滿足粗糙度等要求的同時保持了工件的尺寸精度。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種適于軟金屬表面機械光整用的準晶研磨膏以準晶類粉體材料為磨料，與油溶性或水溶性膏體混合而成；研磨膏中，準晶類粉體材料的質量分數為1%～90%，，其余為油溶性或水溶性研磨劑輔助材料。

所述的準晶類粉體材料包括準晶類粉體材料及準晶相關相合金的粉體材料。

所述的準晶類粉體材料為AlCuFe系準晶類材料或AlCu(Co,Ni)系準晶類材料，AlCuFe系準晶類材料為Al_85～45Cu_0～55Fe_0～35合金，例如Al₆₂Cu_25.5Fe_12.5、Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅等；AlCu(Co,Ni)系準晶類材料為Al_85～45Cu_0～55(Co,Ni)_0～35合金，例如Al₆₅Cu₂₀Co₁₅、Al₆₂Cu₂₄Ni₁₄等。

上述任一項所述準晶類粉體材料磨料粉末粒度≤50μm，可按成分配比，通過熔煉、制粉、篩選獲得所需要的粉末。

引入準晶類粉體材料作為研磨膏磨料是本發明的關鍵。在此具體舉例說明如何獲得準晶類粉體材料，但本發明準晶類粉體材料的制備不被下列實施例限定。