[發(fā)明專利]超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110983418.9
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113798611B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偲偲;馮銘;陳芝向
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號: B23H5/08
• 分類號: B23H5/08;B23H5/12
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳振華

本申請?zhí)峁┝顺暁浯鄰?fù)合加工用的游離磨粒加工液，通過在游離磨粒加工液中添加電解質(zhì)并控制其含量，同時，對磨粒進(jìn)行覆膜處理形成不具有導(dǎo)電性的覆膜磨粒，在不影響超聲加工原有效率性能的條件下，氫脆化效應(yīng)得到有效的提升，從而使得超聲氫脆復(fù)合加工在加工效率上相對于傳統(tǒng)超聲加工得到明顯提高。對應(yīng)的，本申請還提供了使用本申請的游離磨粒加工液對工件進(jìn)行加工的超聲氫脆復(fù)合加工方法。制備所述游離磨粒加工液的原料組分包括磨粒、懸浮劑、防銹劑、電解質(zhì)和水；所述游離磨粒加工液中，磨粒經(jīng)過覆膜處理不具有導(dǎo)電性；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，所述電解質(zhì)占所述游離磨粒加工液的5～15wt％。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于精密及超精密加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液，以及用該游離磨粒加工液對工件進(jìn)行材料去除的超聲氫脆復(fù)合加工方法。

背景技術(shù)

超聲氫脆復(fù)合加工技術(shù)是一種利用超聲加工裝置與氫脆作用將超聲振動和氫脆化相結(jié)合的新型特種加工技術(shù)，通過施加于加工工具上的高頻振動和作用于工件表面的氫脆化效應(yīng)的協(xié)同作用，改變傳統(tǒng)切削過程的切削機(jī)理和特性，使得工件表面材料更容易去除，從而可以提高加工效率，改善生產(chǎn)效益。其中，游離磨粒加工液為與工件相對運(yùn)動而產(chǎn)生材料去除的主體，然而，現(xiàn)有技術(shù)的游離磨粒加工液只適用于傳統(tǒng)的超聲加工工藝，加工過程中，氫脆化進(jìn)程緩慢，氫脆化效應(yīng)不明顯，而且由于加工過程中，加工液處于通電狀態(tài)，磨粒會因攜帶電荷，在電場引力作用下，導(dǎo)致因超聲引起的磨粒振動降低，使磨粒對工件表面的切削力降低，以上兩方面因素最終導(dǎo)致超聲氫脆復(fù)合加工相比于傳統(tǒng)超聲加工，在加工效率方面的優(yōu)勢無法突顯。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本申請?zhí)峁┝顺暁浯鄰?fù)合加工用的游離磨粒加工液，通過在游離磨粒加工液中添加電解質(zhì)并控制其含量，同時，對磨粒進(jìn)行覆膜處理形成不具有導(dǎo)電性的覆膜磨粒，在不影響超聲加工原有效率性能的條件下，氫脆化效應(yīng)得到有效的提升，從而使得超聲氫脆復(fù)合加工在加工效率上相對于傳統(tǒng)超聲加工得到明顯提高。對應(yīng)的，本申請還提供了使用本申請的游離磨粒加工液對工件進(jìn)行加工的超聲氫脆復(fù)合加工方法。

對于加工液，本申請的技術(shù)方案是：

超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液，制備所述游離磨粒加工液的原料組分包括磨粒、懸浮劑、防銹劑、電解質(zhì)和水；所述游離磨粒加工液中，磨粒經(jīng)過覆膜處理不具有導(dǎo)電性；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，所述電解質(zhì)占所述游離磨粒加工液的5～15wt％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液中具有特定含量的電解質(zhì)，電解質(zhì)的存在有利于氫脆化效應(yīng)的進(jìn)行，同時磨粒經(jīng)過覆膜處理，使得磨粒不具有導(dǎo)電性，防止氫脆化過程中電能導(dǎo)致超聲引起的磨粒振動降低，從而保證超聲加工原有效率性能不會降低，最終在氫脆化效應(yīng)的協(xié)同作用下使得超聲氫脆復(fù)合加工的加工效率相比傳統(tǒng)超聲加工得到明顯提升。此外，使用本發(fā)明的加工液進(jìn)行超聲氫脆復(fù)合加工時，由于氫脆效應(yīng)使得工件表面材料更容易去除，從而可以在保證較高的加工效率的前提下，以較小的超聲振幅獲得更高的工件表面加工質(zhì)量。

作為一種具體的實(shí)施方式，前述的超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液中，所述游離磨粒加工液的成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計可以如下：磨粒3～5wt％、懸浮劑4～10wt％、防銹劑6～9wt％、電解質(zhì)5～10wt％，余量為水；制備時，磨粒先采用酚醛樹脂熱法覆膜后獲得覆膜磨料，再在攪拌條件下，向水中加入覆膜磨料和懸浮劑形成原料預(yù)混液；然后在攪拌條件下向所述原料預(yù)混液中緩慢加入防銹劑與電解質(zhì)，制得所述游離磨粒加工液。

進(jìn)一步，前述的超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液中，所述磨粒為角形系數(shù)≤1.1的球形或極似球形的氧化鋁陶瓷，原砂砂粒的最大粒徑不大于1μm。該形狀的砂粒有利于加工出高精度表面質(zhì)量。

進(jìn)一步，前述的超聲氫脆復(fù)合加工用的游離磨粒加工液中，所述懸浮劑中，苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸亞胺占0～60wt％、樹枝型丙烯酸聚羧酸鈉鹽占15～35wt％，余量為烷基苯磺酸酰胺鹽。該類型的懸浮液有利于延緩磨粒的沉淀，從而可以提高加工液的使用壽命。