一种工程陶瓷专用磨削液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷的磨削加工领域，具体设及一种工程陶瓷专用磨削液及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术，特别是能源、空间技术的发展，工程陶瓷W其高强度、低膨胀率、耐 磨损及化学稳定性等优越的性能受到广泛关注并被应用于高技术工程领域中。工程陶瓷材 料是由粉末状原料制造成型后在高溫下烧结而成，不可避免的毛巧烧结收缩量和特殊形状 的要求，使得工程陶瓷零件需要经过机械加工才能满足尺寸、形状的公差要求和表面粗糖 度要求。
[0003] 在工程陶瓷的传统磨削加工中仍存在着一系列的难题，如：（1)由于工程陶瓷材料 一般都具有相对较高的硬度，对陶瓷材料的磨削加工通常必须使用天然的或人造的金刚石 磨料，使其加工成本高，几乎占整个加工成本的90% ; (2)陶瓷材料本质的力学特性便是其 固有的脆性，使得磨削过程中，在陶瓷材料表面和亚表面区域内易形成裂纹群，从而影响了 构件的稳定性和使用寿命；（3)工程陶瓷的加工性能差，磨削效率很低。运些难题导致传统 的磨削难W优质高效地加工陶瓷构件，特别是精度高、形状复杂的构件，使得陶瓷材料作为 工程结构材料的大规模推广使用，在很大程度上取决于陶瓷零件加工技术的发展。
[0004] 然而，工程陶瓷的硬脆难加工特性给磨削技术带来了新的挑战：大的磨削力及高 的磨削溫度使加工条件急剧恶化，砂轮的磨损大大加剧，极易产生纯化、堵塞现象而丧失切 削性能，从而造成加工面的脆性破坏及应力集中，加工质量恶化，难W满足高精度、高效率 的加工要求。
[0005] 由此可见，提供一种新的磨削液，W期降低磨削区溫度，改善磨削条件，W缓解砂 轮的磨损及表面损伤深度是工程陶瓷磨削加工过程中亟待解决的问题。
[0006] 本发明磨削液的产生有助于解决工程陶瓷磨削加工难的问题，其相关专利及参考 文献目前并未查阅到。
【发明内容】
[0007] 本发明的提出是为了克服现有的普通磨削液应用于工程陶瓷磨削加工后出现的 一系列问题，包括:金刚石砂轮的磨削溫度过高，金刚石磨粒易石墨化，造成砂轮的不合理 损耗，降低砂轮的磨削比；工件表面容易出现裂纹及损伤变质层，不能满足实际应用要求 等。本发明具有优异的润滑性，良好的冷却性能和抗极压性，应用该磨削液能大幅降低加工 过程磨削溫度、法向磨削力及切向磨削力，减少砂轮磨损，有效提高工程陶瓷磨削加工表面 质量和精度，满足实际生产要求。
[000引一种工程陶瓷专用磨削液，其特征在于:各组分质量百分含量为4.8 %~6.2%的 脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、2.5%~2.9%的烷基合成醇烷氧基化合物、2.2%~2.5 %的二硫 化钢、2.2%~2.4%的甲基硅油醋、2.7%~2.9%的径基硅油、2.5%~2.7%的极压抗磨 剂、2.3 %~3 %的缓蚀剂、2.5 %~3.5 %的摩擦改进剂和剩余含量的去离子水。
[0009] 进一步，所述的工程陶瓷专用磨削液，其特征在于各组分质量百分含量为:5.5% 的脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、2.8%的烷基合成醇烷氧基化合物、2.3%的二硫化钢、2.3%的 甲基硅油醋、2.8%的径基硅油、2.6%的极压抗磨剂、2.8%的缓蚀剂、3.1%的摩擦改进剂 和75.8%的去离子水。
[0010] 进一步，所述的工程陶瓷专用磨削液，其特征在于:所述的极压抗磨剂为N，N-二甲 基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺。
[0011] 进一步，所述的工程陶瓷专用磨削液，其特征在于:所述的缓蚀剂为十二烷基苯横 酸儀。
[0012] 进一步，所述的工程陶瓷专用磨削液，其特征在于:所述的摩擦改进剂为硬脂基二 甲基氧化胺。
[0013] -种工程陶瓷专用磨削液的制备方法，其特征在于包括W下具体步骤：
[0014] 步骤1、按各组分质量百分含量为5.5%的脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、2.8%的烷基合 成醇烷氧基化合物、2.3%的二硫化钢、2.3%的甲基硅油醋、2.8%的径基硅油、2.6%的极 压抗磨剂、2.8%的缓蚀剂、3.1%的摩擦改进剂和75.8%的去离子水称取原料；
[0015] 步骤2、将二硫化钢加入适量的去离子水，W2~2.5TVmin升溫速率升溫至25°C-30°C时保溫8~lOmin，在氣气气氛保护下研磨30-40分钟混合均匀，得到第一混合料；
[0016] 步骤3、依次将脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、烷基合成醇烷氧基化合物、甲基硅油醋加 入到反应蓋中，揽拌混合均匀，W10~15TVmin升溫速率升溫至50°C-60°C，保溫50-60分 钟，得到第二混合料；
[0017] 步骤4、将径基硅油、硬脂基二甲基氧化胺加入到反应蓋中，揽拌混合均匀，WlO~ 15 TVmin升溫速率升溫至55 °C-65 °C，保溫70-80分钟，得到第S混合料；
[001引步骤5、将N，N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺、十二烷基苯横酸儀、去离子 水依次加入到反应蓋中，揽拌混合均匀，W8~1 (TC/min升溫速率升溫至55°C-65 °C，保溫 40-50分钟，得到第四混合料；
[0019] 步骤6、将保溫的第一混合料边揽拌边加入到第四混合料中，滴加结束后继续揽拌 30-40分钟，揽拌过程中采用平均功率25W、脉冲重复频率1曲Z及离焦量为0的纳秒激光福照 混合料表面，得到第五混合料；
[0020] 步骤7、将保溫的第二混合料边揽拌边加入到第五混合料中，滴加结束后继续揽拌 20-30分钟，揽拌过程中采用平均功率35W、脉冲重复频率1曲Z及离焦量为0的纳秒激光福照 混合料表面，得到第六混合料；
[0021 ]步骤8、将保溫的第=混合料边揽拌边加入到第六混合料中，滴加结束后继续揽拌 50-60分钟，揽拌过程中采用平均功率15W、脉冲重复频率1曲Z及离焦量为0的纳秒激光福照 混合料表面，得到第屯混合料；
[0022] 步骤9、将第屯混合料在30°C-4(rC下放置于超声波发生器中进行超声振动，超声 功率300W-500W，振动时间30-40分钟，然后W8~IOtVmin降溫至常溫。
[0023] 本发明的作用和有益效果：
[0024] 本发明的一种工程陶瓷专用磨削液，具有优异的润滑性，良好的冷却性能和防诱 性能，使用本发明磨削液与现有的普通磨削液相比，通过加入脂肪酸甲醋聚氧乙締酸、烷基 合成醇烷氧基化合物、N，N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙締酸基氧化胺、十二烷基苯横酸儀及硬 脂基二甲基氧化胺等原料，实现了磨削溫度降低21.3%，法向磨削力降低50.7%，切向磨削 力降低64.4%，表面粗糖度降低64.3%，磨削后工程陶瓷表面损伤深度减少73.7%，取得了 意料不到的技术效果。
[0025] 具体的，所述脂肪酸甲醋聚氧乙締酸为表面活性剂，具有优异的分散性，对于工程 陶瓷可W起到良好的浸润和减摩作用。
[0026] 所述烷基合成醇烷氧基化合物为润滑添加剂，具有优异的硬表面润湿性和渗透 性。
[0027] 所述二硫化钢为固体润滑剂，具有分散性好，不粘结的优点，添加在磨削液里，可 形成胶体状态，能增加磨削液的润滑性和极压性。
[00%]所述甲基硅油醋为抗泡剂，具有表面张力小、消泡力强的特点。
[0029] 所述径基硅油为油性剂，在磨削过程中增强磨削液的油性和渗透能力且形成润滑 膜，降低砂轮磨损。
[0030] 所述极压抗磨剂具有优异的极压性，保证边界润滑有较低的摩擦系数，能明显降 低工程陶瓷磨削加工法向磨削力和切向磨削力的大小，极压抗磨剂为N，N-二甲基-N-脂肪 醇聚氧乙締酸基氧化胺。
[0031] 所述缓蚀剂可W明显抑制磨削液对磨削设备及工件的腐蚀或损坏，缓蚀剂为十二 烷基苯横酸儀。