一种选择硬质合金磨削液的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机械磨削加工过程中磨削液的选择方法，尤其涉及一种选择硬质 合金磨削液的方法。
【背景技术】
[0002] 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特 别是它的高硬度和耐磨性，即使在500°C的温度下也基本保持不变，在1000°C时仍有很高 的硬度，被誉为"工业牙齿"，用于制造切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件，广泛应用于军 工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，伴随下游产业 的发展，硬质合金市场需求不断加大。并且，未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的 进步以及核能源的快速发展，将大力提尚对尚技术含量和尚质量稳定性的硬质合金广品的 需求。但是，众多的硬质合金加工企业，如模具，刀具加工行业在进硬质合金磨削加工时 会发现，用普通的磨削液加工完工件后表面总是有细小的凹坑，表面精度不高，同时磨削 液使用一段时间后颜色会变成粉色或粉红色，据国外文献报道，这是由于所采用的磨削液 使硬质合金、碳化钨涂层中的"钴"析出而引起的。在含钴硬质合金、碳化钨涂层材料中， 钴是作为金属与碳的粘接剂，起骨架作用。钴的析出，一方面使材料骨架松散、性质发生变 化、寿命缩短；另一方面磨削废液中钴含量过高会污染环境，对工人身体健康造成危害。
[0003] 国内外的研究人员对硬质合金专用磨削液的研发付出了极大的努力，相继开发出 了种类繁多的各类型专用磨削液，如瑞士巴索开发的BI aser Grindex 10 CO硬质合金专 用磨削液；广州市联诺化工科技有限公司的专利（公开号CN201310012241. 3)公开的一种 硬质合金加工专用全合成磨削液及其制备方法；无锡雷虹冷却液有限公司开发的RN-M301 型硬质合金高效磨削液等。但是，对众多的加工企业来说，如何简便地评价市场上各类磨削 液抑制"钴析出"的效果并从中优选出最适于企业使用的最佳专用磨削液显得尤为重要。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，针对市场上硬质合金专用磨削液种类繁多难以简便 优选的不足，提出一种用于硬质合金专用磨削液优选的方法。
[0005] 本发明的技术方式提供了一种选择硬质合金磨削液的方法，其特征在于包括以下 步骤：
[0006] 步骤1、按相同比例配制第一磨削液、第二磨削液和第三磨削液，并分别密封于第 一容器、第二容器和第三容器内；
[0007] 步骤2、选取三个包括钴（Co)、铬（Cr)的材料涂层的试件，分别标记为第一试件、 第二试件和第三试件，对第一试件、第二试件和第三试件的涂层表面成分元素种类与含量 进行分析，记录钴（Co)、铬（Cr)的含量，并求取其比值Co/Cr;
[0008] 步骤3、将第一试件、第二试件和第三试件分别放入装有第一磨削液的第一容器、 第二磨削液体的第二容器和第三磨削液体的第三容器，并密闭室温下放置20天；
[0009] 步骤4、取出第一试件、第二试件和第三试件，经清洗干燥后，再次分别对第一试 件、第二试件和第三试件的涂层表面成分元素种类与含量进行分析，记录钴（Co)、铬（Cr) 的含量，并求取其比值Co/Cr ;
[0010] 步骤5、比较第一试件、第二试件和第三试件在置入各自对应磨削液前后，第一试 件、第二试件和第三试件表面钴、铬含量比值Co/Cr的变化情况，其中，含量比值Co/Cr变化 最小的试件对应的磨削液确定为最佳磨削液。
[0011] 进一步地，包括钴（Co)、铬（Cr)的硬质合金涂层材料具体为WC-10C〇-4Cr。
[0012] 本发明的有益效果：该方法可提高硬质合金专用磨削液的优选效率，简化优选程 序，并降低优选成本，大幅改善硬质合金、碳化钨涂层材料磨削加工质量。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明所述的包括涂层的试件示意图；
【具体实施方式】
[0014] 以下将结合图1对本发明的技术方案进行详细说明。
[0015] 如图1所示，在本发明所述的一种选择硬质合金磨削液的实验方法中，选用超音 速火焰喷涂碳化钨涂层（WC-10C〇-4Cr)材料为待磨削对象，该类涂层以其较高的硬度和优 良的耐磨性能而被广泛的应用于各种耐磨保护涂层。涂层（WC-10C〇-4Cr)材料试件如图 1所示，基体材料均选为45#钢，且尺寸均为60X20X 15mm3,基体厚度tl5mm，两面磨削至 15+/-0. 01mm，表面粗糙度RaO. 8 μπι;在60X20mm2的表面上喷涂HVOF WC-10C〇-4Cr与HVOF WC_18Co涂层，厚度为0. 2mm~0. 25mmmm，有效面积为44X 20mm2。
[0016] 所述试验采用的待选专用磨削液共有三种：第一磨削液（进口）、第二磨削液（国 产）、第三磨削液（国产）。
[0017] 本发明所述的选择硬质合金磨削液的方法，其包括以下步骤：
[0018] 步骤1、按相同比例配制第一磨削液、第二磨削液和第三磨削液，并分别密封于第 一容器、第二容器和第三容器内；
[0019] 该实施例中，各种磨削液占体积百分比为5 %。
[0020] 步骤2、选取三个平面涂层试件，分别标记为第一试件、第二试件和第三试件，并 对放入第一试件、第二试件和第三试件的涂层表面成分元素种类与含量进行分析，记录钴 (Co)、铬（Cr)的含量，并求取其比值Co/Cr;
[0021] 该实施例中，采用射线能谱仪（EDS)对平面涂层试件组分进行测量，射线能谱仪 (EDS)是本领域常见的试验设备，由于各种元素具有自己的X射线特征波长，特征波长的大 小则取决于能级跃迀过程中释放出的特征能量Λ E，能谱仪就是利用不同元素 X射线光子 特征能量不同这一特点来进行成分分析的。该实施例中，采用EDAX Genesis 2000Χ-射线 能谱仪（EDS)进行分析。
[0022] 步骤3、将第一试件、第二试件和第三试件对应地置入磨削液第一容器、第二容器 和第三容器，并密闭室温下放置20天；
[0023] 步骤4、取出第一试件、第二试件和第三试件，经清洗干燥后，再次分别对第一试 件、第二试件和第三试件的涂层表面成分元素种类与含量进行分析，记录钴（Co)、铬（Cr) 的含量，并求取其比值Co/Cr ;
[0024] 该步骤中，再次采用EDAX Genesis 2000X-射线能谱仪（EDS)进行分析测量。
[0025] 步骤5、比较第一试件、第二试件和第三试件在置入各自对应磨削液前后，第一试 件、第二试件和第三试件表面钴（Co)、铬（Cr)含量比值Co/Cr的变化情况，其中，含量比值 Co/Cr变化最小的试件对应的磨削液确定为最佳磨削液。
[0026] 该实施例中，分别进行三组试验，对试验结果取平均值，得出以下试验结果：
[0027] 浸泡前后相比较而言，第一试件内的Co/Cr变化量的平均值为0. 032,最大值为 0.052,最小值为0.020 ;
[0028] 第二试件的Co/Cr平均值为0· 286,最大值为0· 436,最小值为0· 173 ;
[0029] 第三试件的Co/Cr平均值为0. 272,最大值为0. 542,最小值为0. 046。
[0030] 三组试验结果
[0032] 后两者比较来说，第二磨削液的平均值虽然较大，但效果更为稳定。总体来说，第 一磨削液对钴"析出"的抑制效果最佳，基本不产生钴"析出"的现象，可作为企业优选对象。
[0033] 尽管参考附图详细地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并 非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本 发明保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。
【主权项】
1. 一种选择硬质合金磨削液的方法，其特征在于： 步骤1、按相同比例配制第一磨削液第一磨削液、第二磨削液和第三磨削液，并分别密 封于第一容器、第二容器和第三容器内； 步骤2、任取三个含有钴（Co)、铬（Cr)元素的同一种硬质合金涂层材料的试件，分别标 记为第一试件、第二试件和第三试件，对第一试件、第二试件和第三试件的涂层表面成分元 素种类与含量进行分析，记录钴（Co)、铬（Cr)的含量，并求取其比值Co/Cr; 步骤3、将第一试件、第二试件和第三试件分别放入装有第一磨削液的第一容器、第二 磨削液体的第二容器和第三磨削液体的第三容器，并密闭室温下放置20天； 步骤4、取出第一试件、第二试件和第三试件，经清洗干燥后，再次分别对第一试件、第 二试件和第三试件的涂层表面成分元素种类与含量进行分析，记录钴（Co)、铬（Cr)的含 量，并求取其比值Co/Cr; 步骤5、比较第一试件、第二试件和第三试件在置入各自对应磨削液前后，第一试件、第 二试件和第三试件表面钴（Co)、铬（Cr)含量比值Co/Cr的变化情况，其中，含量比值Co/Cr 变化最小的试件对应的磨削液确定为最佳磨削液。2. 根据权利要求1所述的适用于选择硬质合金磨削液的方法，其特征在于：包括钴 (Co)、铬（Cr)的硬质合金涂层材料具体为WC-10C〇-4Cr。
【专利摘要】本发明涉及一种选择硬质合金磨削液的方法，步骤1、按相同比例配制第一磨削液、第二磨削液和第三磨削液；步骤2、任取三个含有钴(Co)、铬(Cr)元素的同一种硬质合金涂层材料的试件，记录钴(Co)、铬(Cr)的含量，并求取其比值Co/Cr；步骤3、将第一试件、第二试件和第三试件分别放入装有不同磨削液的密闭容器内；步骤4、经过一段时间(20天左右)后，取出第一试件、第二试件和第三试件，记录钴(Co)、铬(Cr)的含量，并求取其比值Co/Cr；步骤5、含量比值Co/Cr变化最小的试件对应的磨削液确定为最佳磨削液。该方法可提高硬质合金专用磨削液的优选效率，简化优选程序，并降低优选成本，大幅改善硬质合金、碳化钨涂层材料磨削加工质量。
【IPC分类】G01N23/00
【公开号】CN105181718
【申请号】CN201510647814
【发明人】尚振涛, 金滩, 谢桂芝, 占国栋
【申请人】湖南大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月8日