[發明專利]高效超精密力流變拋光液

在審

• 申請號: 202111097293.6
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113861847A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 袁巨龍;呂冰海;王佳煥
• 申請（專利權）人: 杭州智谷精工有限公司;浙江工業大學;新昌浙江工業大學科學技術研究院
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳振華

本發明提供了高效超精密力流變拋光液，所述力流變拋光液的成分包括分散介質、固相粒子、磨粒、吸附相、熱穩定相和緩釋相，并在剪切力作用下具有非線性流變特性。取得了如下顯著的進步：1)拋光效率高；吸附相吸附磨粒形成“磨粒球”，防止磨粒陷入微米級固相粒子間隙或相互團聚，提高了參與加工的有效磨粒數，從而提升了拋光效率；2)熱穩定性好；熱穩定相吸收穩定拋光過程中產生的熱量，防止拋光液由于溫度升高剪切黏度降低導致流變特性衰退，從而提高拋光液的熱穩定性；3)化學作用穩定性好；化學試劑緩釋相向拋光液均勻釋放化學試劑，從而提高拋光液的穩定性和使用壽命。

技術領域

本發明涉及超精密拋光技術，具體是涉及高效超精密力流變拋光液。

背景技術

超精密拋光是降低表面粗糙度、去除損傷層，獲得光滑、無損傷表面的重要終加工手段。對于復雜曲面零件的批量生產，如何提高加工效率和質量，降低成本尤其重要。雖然，目前已研發出了磁流變拋光、電流變拋光、磨粒流拋光、氣囊拋光等技術，但是，上述拋光技術難以同時滿足高效、高質量和低成本的要求。例如，磁流變液和電流變液成本高，流變性能易衰退，加工裝備復雜；磨粒流拋光效率和形面精度較低；氣囊拋光設備復雜，難以實現曲率變化大的表面拋光。

為克服以上拋光技術的局限性，近年研發了剪切增稠拋光技術(現有發明專利：“一種基于非牛頓流體剪切增稠效應的超精密曲面拋光方法”，授權公告號CN102717325B)，但由于參與加工的有效磨粒數不充分，拋光液化學作用及加工區域溫度場不夠穩定，其加工工藝穩定性和拋光效率還有待進一步提升。

力流變拋光技術是在剪切增稠拋光技術基礎上發展的，是一種利用拋光液在剪切應力作用下的非線性流變特性實現工件表面超精密拋光的方法，目的之一是進一步提升剪切增稠拋光的效率和穩定性；其二是利用除剪切增稠之外的流變效應，包括剪切膨脹和剪切變稀等非線性流變特性，實現復雜曲面的高效超精密拋光。

專利發明人及其研究團隊前期已開展的力流變拋光相關研究僅僅是在原有剪切增稠拋光液中引入了化學作用，如添加氧化劑、調節pH值等手段，提升拋光效率；在拋光過程中引入輔助工具，如毛刷、拋光頭，實現工件表面均勻性去除和確定量去除。

專利發明人及其研究團隊前期開展的力流變拋光工作如下：浙江工業大學碩士學位論文“基于力流變原理的確定性拋光材料去除函數研究，2019”和“力流變確定性拋光面形誤差修正過程的研究，2020”，采用力流變拋光液進行了工件表面的確定性拋光。浙江工業大學碩士學位論文“基于硬質合金材料特性的力流變拋光液研究，2019”和“毛刷輔助力流變拋光復雜刃形硬質合金刀片實驗研究，2021”，采用含芬頓試劑的力流變拋光液進行了硬質合金刀片的拋光；浙江工業大學碩士學位論文“內凹曲面力流變拋光方法基礎研究，2020”和期刊論文“鋁合金錐鏡化學增強力流變拋光優化實驗研究.表面技術,2020,49(10):329-337.”，利用酸性力流變拋光液進行了鋁合金工件表面的拋光。現有發明專利：“一種定點釋放化學作用的力流變拋光方法”，授權公開號CN108500741B，公開了一種定點釋放化學試劑的力流變拋光方法。

但上述力流變拋光過程中，仍未解決由于拋光液磨粒陷入固相粒子間隙或相互團聚而造成的有效加工磨粒數不充分，而導致的拋光效率不夠高的問題；以及拋光液中化學試劑不斷消耗引起化學作用減弱、拋光液溫度波動引起的黏度變化，而導致存在加工工藝不夠穩定的問題。

因此，亟需開發一種能夠實現高效、高質量、低成本拋光加工的力流變拋光液。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的上述不足，本發明提供了高效超精密力流變拋光液。用本發明的拋光液對工件進行力流變拋光，可以實現工件表面材料高效、穩定去除，兼具高效、高質量、低成本的優勢。

本發明的技術方案是：

高效超精密力流變拋光液，所述力流變拋光液的成分包括分散介質、固相粒子、磨粒、吸附相、熱穩定相和緩釋相，并在剪切力作用下具有非線性流變特性。