本发明涉及一种异形工件的抛光方法，属于抛光领域。
背景技术：
随着各行各业的飞速发展，芯片加工、精密器件加工、异形件加工等对光滑表面的要求越来越高，获得光滑表面的主要方式为抛光，目前广泛使用抛光方法包括机械抛光、化学抛光、化学机械抛光等。其中一部分抛光仅适用于平面的平坦化抛光，而不适用于曲面工件的抛光。而可用于曲面的抛光方式也各有其问题，如化学抛光所用液体多为腐蚀性液体，对设备具有一定的损坏等。
磁流变液是一类新型的人工智能材料，该类材料的流变特性在磁场左右下能够发生可控、可逆和连续的快速转变，可广泛应用于土木工程、机械加工、汽车工程、航天工程等诸多领域。磁流变液是由磁性粒子分散于液体基质中形成的一种悬浮体系。磁流变液在外在磁场的作用下，其内的磁性粒子排成长链，使液体在瞬间即转变为具有一定屈服强度的固体，当磁场撤销后，磁流变液后恢复为液体。
磁流变液悬浮体系中的悬浮相（磁性粒子）的粒径较大、且密度较高，一般密度为介质的5倍以上，因此，在悬浮体系中，悬浮粒子易发生沉降、团聚和变质的现象。为解决上述问题，现有技术中提供了多种方法，其中一类是针对磁性粒子本身的加工，如将粒子负载于纳米片上以减小整体磁性粒子的密度；或将磁性粒子做成空心结构以降低其密度，达到抗沉降的效果。另一类方法，是在整个悬浮体系中加入润湿剂、触变剂等外加制剂防止磁性粒子沉降和团聚，其中，润湿剂通过增加粒子间的空间位阻以防止粒子的团聚和絮凝，这类材料虽然能够防止粒子的絮凝，但是抗沉降效果较弱。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高稳定性硅油基抛光液及利用该抛光液进行抛光的方法，所述抛光剂由磁流变液和磨料组成，并同时提供一种sio2纳米粒子触变剂的制备方法，利用该方法制得的sio2纳米粒子触变剂，可以有效改善磁流变液中磁性粒子的沉降问题，同时不妨碍磁性粒子的成链。
一种异形工件的抛光方法，其特征是，使待加工的工件浸入硅油基抛光液抛光液中，控制工件在300~800r/min转速下旋转，同时对硅油基抛光液施加强度为0.5~5t的磁场，进行抛光，
所述抛光液由磁流变液和磨料组成，所述磁流变液按质量百分比，由下述组分组成：硅油20~75%，触变剂3~8%，抗氧化剂0~2%，润滑剂0~3%，羰基铁粉40~70%，
其中，触变剂按下述方法制得，包括下述工艺步骤：
s1，将磁性sio2纳米粒子与苄基三氯硅烷按质量比1：1~5均匀分散于甲苯中，50~90℃反应1~3d，分离固体，洗涤，干燥，得到氯苄基接枝的sio2纳米粒子；
s2，将n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入水中，于ph=10~11下进行水解，得水解物溶液，其中，n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与水的质量比为1：5~20；将磁性sio2纳米粒子按1g：50~200ml均匀分散于水中，得分散液；将水解物溶液与分散液混合后80~100℃加热回流2~24h，分离，干燥，得到氨基改性sio2纳米粒子，其中，磁性sio2纳米粒子与n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的质量比为1~10：1；
s3，将氯苄基接枝的sio2纳米粒子与氨基改性sio2纳米粒子按质量比为1：0.5~2均匀分散于甲苯中，20~70℃下搅拌反应0.5~12h，洗涤，干燥，得sio2纳米粒子触变剂，
所述步骤s1和s2中，所述磁性sio2纳米粒子以fe3o4纳米粒子为核，在核上包覆一层sio2层，磁性sio2纳米粒子的粒径为20~25nm，fe3o4纳米粒子核的粒径为6~8nm。
本发明所述抛光于磁流变抛光机中进行，磁流变抛光机可商业购得或按现有技术公开的方法制得。
优选地，使待加工的工件浸入硅油基抛光液中，利用控制工件在400r/min转速下旋转，同时对硅油基抛光液施加强度为0.8t的磁场，进行抛光30min。
优选地，所述工件材质为不锈钢、无机陶瓷材料、碳纤维复合材料。
优选地，所述工件形状为平板、曲面、异形。
优选地，所述磁流变液按质量百分比，由下述组分组成：硅油20~75%，触变剂3~8%，抗氧化剂0.1~2%，润滑剂1~3%，羰基铁粉40~70%。
优选地，所述润滑剂为石墨；抗氧化剂为苯甲酸钠；所述硅油为二甲基硅油、二乙基硅油。
优选地，所述磨料为金刚石颗粒、类金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氧化锆颗粒中的至少一种。
优选地，所述磨料颗粒的粒径为0.5微米~10微米。
本发明所述方法制得的改性sio2纳米粒子触变剂的粒径为40~150nm。
优选地，所述磁性sio2纳米粒子按下述方法制得：
将fecl2与fecl3溶于水中，再加入聚乙二醇，氮气气氛下，向溶液中加入25%氨水至溶液ph为10~12，60~80℃下搅拌反应1~24h，洗涤，干燥，得fe3o4纳米粒子，其中，fecl2与fecl3摩尔比为1:1.6~2，fecl2与水的比例为0.004mol:100ml，fecl2与聚乙二醇的质量比为1:1~10；
将fe3o4纳米粒子均匀分散于75%乙醇水溶液中，依次加入25%氨水和硅酸四乙酯，室温搅拌反应12~24h，分离产物，洗涤，干燥，得磁性sio2纳米粒子，其中，fe3o4纳米粒子与75%乙醇水溶液的比例为0.1~0.4g:100ml，25%氨水与75%乙醇水溶液的体积比为1~5:100；硅酸四乙酯与75%乙醇水溶液的体积比为2~4:100。
优选地，所述步骤s1，将磁性sio2纳米粒子与苄基三氯硅烷按质量比1：2均匀分散于甲苯中；所述磁性sio2纳米粒子与甲苯的质量比为1：50~200，优选1:100。
优选地，所述步骤s1，75℃下回流反应2d。
优选地，所述步骤s2，将磁性sio2纳米粒子按1~2g：100ml均匀分散于水中。
优选地，所述步骤s2，将水解物溶液与分散液混合后90℃加热回流12h。
优选地，所述步骤s3，sio2纳米粒子总量与甲苯的质量比为1：50~200，优选1:100。
本发明的有益效果是：本发明提供一种硅油基抛光剂及利用该抛光剂进行抛光的方法，所述方法抛光效率高，适用于异形件的加工。本发明提供一种抛光液，该抛光剂由磁流变液基液和磨料组成，所述磁流变液所用触变剂由本发明所述方法提供，利用本发明所述方法制备所得的sio2纳米粒子触变剂以核壳结构的磁性sio2纳米粒子为主要原料，触变剂具有一定的磁性，且由于磁性内核较小，相应的磁性较弱。因此，在没有外界磁场作用的情况下，本发明所述触变剂外层的sio2在悬浮体系中形成网络结构，阻碍磁性粒子的团聚和沉降；在外界磁场作用下，具有一定磁性的sio2纳米粒子触变剂不会妨碍磁性粒子的成链。同时，本发明对核壳结构的磁性sio2纳米粒子进行了改性及连接，一方面，使所得sio2纳米粒子触变剂具有两亲特性，在多种介质中均可使用；另一方面，将独立sio2纳米粒子连接后使其在磁流变液中更易形成空间网络结构，发挥更好的抗沉降效果。
具体实施方式
下述实施例1~4中，所述磁性sio2纳米粒子按下述方法制得：将fecl2与fecl3溶于水中，再加入聚乙二醇，氮气气氛下，向溶液中加入25%氨水至溶液ph为10，60~80℃下搅拌反应10h，洗涤，干燥，得fe3o4纳米粒子，其中，fecl2与fecl3摩尔比为1:1.8，fecl2与水的比例为0.004mol:100ml，fecl2与聚乙二醇的质量比为1:5；
将fe3o4纳米粒子均匀分散于75%乙醇水溶液中，依次加入25%氨水和硅酸四乙酯，室温搅拌反应12h，分离产物，洗涤，干燥，得磁性sio2纳米粒子，其中，fe3o4纳米粒子与75%乙醇水溶液的比例为0.25g:100ml，25%氨水与75%乙醇水溶液的体积比为4:100；硅酸四乙酯与75%乙醇水溶液的体积比为3.3:100。
所得磁性sio2纳米粒子以fe3o4纳米粒子为核，在核上包覆一层sio2层，磁性sio2纳米粒子的粒径约为21.7nm，fe3o4纳米粒子核的粒径约为7nm。
下述实施例中，所述磨料为金刚石颗粒，平均粒径为5微米；所述润滑剂为石墨；抗氧化剂为苯甲酸钠。
实施例1
s1，将磁性sio2纳米粒子与苄基三氯硅烷按质量比1：2均匀分散于甲苯中，75℃反应2d，分离固体，洗涤，干燥，得到氯苄基接枝的sio2纳米粒子；
s2，将n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入水中，于ph=10~11下进行水解，得水解物溶液，其中，n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与水的质量比为1：10；将磁性sio2纳米粒子按1g：100ml均匀分散于水中，得分散液；将水解物溶液与分散液混合后90℃加热回流12h，分离，干燥，得到氨基改性sio2纳米粒子，其中，磁性sio2纳米粒子与n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的质量比为2.5：1；
s3，将氯苄基接枝的sio2纳米粒子与氨基改性sio2纳米粒子按质量比为1：1均匀分散于甲苯中，40℃下搅拌反应2h，洗涤，干燥，得sio2纳米粒子触变剂，所得触变剂的平均粒径约为91nm。
将触变剂和羰基铁粉加入到基液中后，搅拌，超声分散，直至获得均一悬浮体系，获得磁流变液，所得磁流变液7d沉降率为4.0%。含有本发明所述触变剂的体系（二甲基硅油55%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%）与不包含本发明触变剂的体系（对比体系，二甲基硅油60%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%）相比，相同磁场强度作用下，磁流变液磁场下屈服应力，目标体系较对比体系下降2.1%。
一种高稳定性硅油基抛光液，所述抛光液由磁流变液和磨料组成，所述磁流变液按质量百分比，由下述组分组成：二甲基硅油55%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%，磨料与羰基铁粉的质量比为1:10。
将磨粒均匀分散于磁流变液中，形成抛光液，将上述抛光液用于曲面工件抛光，所述抛光于磁流变抛光机中进行，具体为：使待加工的316l不锈钢曲面工件浸入抛光液中，利用控制装置控制工件400r/min转速旋转，同时对抛光液施加强度为0.8t的磁场，抛光30min，抛光液处理前工件的表面粗糙度ra为4.35nm，抛光处理后为1.03nm。
对比例1
磁流变液按质量比，由下述组分组成：二甲基硅油55%，触变剂（平均粒径为90~100nm的普通sio2纳米粒子）5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%。将触变剂和羰基铁粉加入到二甲基硅油中后，搅拌，超声分散，直至获得均一悬浮体系，获得磁流变液，所得磁流变液7d沉降率为10.3%。含有本发明所述触变剂的体系与不包含触变剂的体系（对比体系，水50%，羰基铁粉50%）相比，相同磁场强度作用下，磁流变液磁场下屈服应力，目标体系较对比体系下降12.8%。
实施例2
s1，将磁性sio2纳米粒子与苄基三氯硅烷按质量比1：2均匀分散于甲苯中，75℃反应2d，分离固体，洗涤，干燥，得到氯苄基接枝的sio2纳米粒子；
s2，将n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入水中，于ph=10~11下进行水解，得水解物溶液，其中，n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与水的质量比为1：10；将磁性sio2纳米粒子按1g：100ml均匀分散于水中，得分散液；将水解物溶液与分散液混合后90℃加热回流12h，分离，干燥，得到氨基改性sio2纳米粒子，其中，磁性sio2纳米粒子与n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的质量比为2.5：1；
s3，将氯苄基接枝的sio2纳米粒子与氨基改性sio2纳米粒子按质量比为1：0.5均匀分散于甲苯中，65℃下搅拌反应2h，洗涤，干燥，得sio2纳米粒子触变剂，所得触变剂的平均粒径约为123nm。
将触变剂和羰基铁粉加入到基液中后，搅拌，超声分散，直至获得均一悬浮体系，获得磁流变液，所得磁流变液7d沉降率为5.4%。含有本发明所述触变剂的体系（二甲基硅油55%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%）与不包含本发明触变剂的体系（对比体系，二甲基硅油60%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%）相比，相同磁场强度作用下，磁流变液磁场下屈服应力，目标体系较对比体系下降1.8%。
一种高稳定性硅油基抛光液，所述抛光液由磁流变液和磨料组成，所述磁流变液按质量百分比，由下述组分组成：二甲基硅油55%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%，磨料与羰基铁粉的质量比为1:10。
将上述抛光液用于曲面工件抛光，所述抛光于磁流变抛光机中进行，具体为：使待加工的316l不锈钢曲面工件浸入抛光液中，利用控制装置控制工件400r/min转速旋转，同时对抛光液施加强度为0.8t的磁场，抛光30min，抛光液处理前工件的表面粗糙度ra为4.35nm，抛光处理后为1.16nm。
实施例3
s1，将磁性sio2纳米粒子与苄基三氯硅烷按质量比1：2均匀分散于甲苯中，75℃反应2d，分离固体，洗涤，干燥，得到氯苄基接枝的sio2纳米粒子；
s2，将n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入水中，于ph=10~11下进行水解，得水解物溶液，其中，n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与水的质量比为1：10；将磁性sio2纳米粒子按1g：100ml均匀分散于水中，得分散液；将水解物溶液与分散液混合后90℃加热回流12h，分离，干燥，得到氨基改性sio2纳米粒子，其中，磁性sio2纳米粒子与n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的质量比为2.5：1；
s3，将氯苄基接枝的sio2纳米粒子与氨基改性sio2纳米粒子按质量比为1：2均匀分散于甲苯中，25℃下搅拌反应2h，洗涤，干燥，得sio2纳米粒子触变剂，所得触变剂的平均粒径约为56nm。
将触变剂和羰基铁粉加入到基液中后，搅拌，超声分散，直至获得均一悬浮体系，获得磁流变液，所得磁流变液7d沉降率为2.8%。含有本发明所述触变剂的体系（二甲基硅油55%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%）与不包含本发明触变剂的体系（对比体系，二甲基硅油60%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%）相比，相同磁场强度作用下，磁流变液磁场下屈服应力，目标体系较对比体系下降2.5%。
一种高稳定性硅油基抛光液，所述抛光液由磁流变液和磨料组成，所述磁流变液按质量百分比，由下述组分组成：二甲基硅油55%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%，磨料与羰基铁粉的质量比为1:10。
将上述抛光液用于曲面工件抛光，所述抛光于磁流变抛光机中进行，具体为：使待加工的316l不锈钢曲面工件浸入抛光液中，利用控制装置控制工件400r/min转速旋转，同时对抛光液施加强度为0.8t的磁场，抛光30min，抛光液处理前工件的表面粗糙度ra为4.35nm，抛光处理后为1.44nm。
实施例4
其他与实施例1相同，不同在于，
将触变剂和羰基铁粉加入到基液中后，搅拌，再加入抗氧化剂和润滑剂后进行超声分散，直至获得均一悬浮体系，获得磁流变液，所得磁流变液7d沉降率为3.6%。含有本发明所述触变剂的体系（目标体系，二甲基硅油53%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%，抗氧化剂1%，润滑剂1%）与不包含本发明触变剂的体系（对比体系，二甲基硅油58%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%，抗氧化剂1%，润滑剂1%）相比，相同磁场强度作用下，磁流变液磁场下屈服应力，目标体系较对比体系下降1.5%。
一种高稳定性硅油基抛光液，所述抛光液由磁流变液和磨料组成，所述磁流变液按质量百分比，由下述组分组成：二甲基硅油53%，触变剂5%，羰基铁粉（平均粒径3~5微米球形颗粒）40%，抗氧化剂1%，润滑剂1%，所述磨料与磁流变液的比例为：磨料与羰基铁粉的质量比为1:10。
将上述抛光液用于曲面工件抛光，所述抛光于磁流变抛光机中进行，具体为：使待加工的316l不锈钢曲面工件浸入抛光液中，利用控制装置控制工件400r/min转速旋转，同时对抛光液施加强度为0.8t的磁场，抛光30min，抛光液处理前工件的表面粗糙度ra为4.35nm，抛光处理后为1.05nm。