专利名称：一种在线电解修整磨削用的水基磨削液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在线电解修整磨削用的水基磨削液，属于机械超精密磨削加工使用的磨削液技术。
背景技术：
在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing，简称ELID)磨削技术自上世纪八十年代出现起，就以其显著的优点在精密与超精密加工领域中受到了重视与应用。ELID磨削系统基本组成包括ELID专用磨床、金属基微粉砂轮，高频脉冲电源和ELID专用电解磨削液。随着机械加工工艺和电子技术的提高，现阶段生产的磨床、砂轮和电源已经能够很好的满足ELID技术的要求，而由于ELID技术对磨削液的特殊要求，使得ELID专用磨削液的技术已经成为ELID技术发展的瓶颈。
ELID磨削技术原理是磨削过程中铸铁基砂轮作为阳极，以修整电极作阴极，在砂轮外圆表面和电极的间隙中通过有电解能力的专用磨削液，在脉冲电能的作用下砂轮阳极金属基体不断被电解，而砂轮中的磨粒不会受到损伤，从而起到砂轮修锐作用。然而在线电解修锐是一种变性修锐，即在砂轮金属基体被电解的同时，通过磨削液的电化学作用在砂轮表面形成一层具有一定弹性、一定厚度、一定强度的能容纳大量磨粒的钝化膜。在ELID磨削过程中起材料去除作用的是浸于钝化膜中的磨粒，因此钝化膜的厚度、致密性和附着力对其磨削质量和加工效率都有很大影响。此外钝化膜还要有较快的生成速度，从而能够满足弥补钝化膜在磨削过程中消耗的要求，以达到一个动态平衡状态。砂轮表面钝化膜的生成过程和生成钝化膜的性质在很大程度上都取决于ELID专用磨削液的性能。
研究ELID专用磨削液的文章很少，国外可能有较成熟的技术，但由于其技术保密性都未曾发表，国内研究ELID磨削的机构基本上都对其电解磨削液进行了相应的研究，其中哈工大研究较早，现在已经有了自己的相关系列产品，包括普通型、HDMY-10、HDMY-20等。其他研究机构有长春光学精密机械学院、北京工业大学、湖南大学，大连理工大学等。
现阶段市售的在线电解磨削液在砂轮表面生成的钝化膜厚度难以控制，不能够很好的满足不同条件下ELID磨削的要求，生成的钝化膜绝缘能力较差，使得砂轮寿命降低。大多数磨削液中都含有NaNO2或铬酸根离子，随着对环境保护要求的不断提高，这些磨削液将不再适用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线电解修整磨削用的水基磨削液，该磨削液对环境友好，制备成本低，使用性能好。
本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种在线电解修整磨削用的水基磨削液，其特征在于，在质量为100份的水中含有下列组分及其质量百分比含量钼酸钠0.2～0.6％；碳酸钠0.1～0.5％；硅酸钠0.3～0.8％；硼砂0.1～0.4％；苯甲酸钠0.2～1.2％；氯化钠0.01～0.1％；并含有与水的体积百分比为0.7～1.2％的硼酸酯。
本发明的优点提供的水基磨削液克服了现阶段该磨削液中含有亚硝酸钠，铬酸根离子等有害成分，不含有易污染和对人体有害物质，能够满足环境特性要求；能够满足各种条件下ELID磨削要求，生成的钝化膜的厚度在10～120μm范围内可调，砂轮修锐达到平衡的时间在20～50min范围内可调，而且生成的钝化膜附着力强，电绝缘性好(平衡电流一般保持在0.4～1.0A的范围内)，具有较好的致密性和一定的弹性；其配制方法简单，成本低，防锈性、冷却性和润滑性能好，溶液性质稳定。
具体实施例方式实施例1用烧杯量取10000ml去离子水，倒入玻璃容器中，加热使其温度保持在29℃～31℃，依次称取钼酸钠25g、碳酸钠10g、硅酸钠50g、硼砂15g、苯甲酸纳30g和氯化钠1.5g，在不断搅拌的情况下，逐步加入到水中，搅拌直至全部溶解，然后再加入100ml的硼酸酯，搅拌混合均匀得到在线电解修整磨削用的水基磨削液。使用该磨削液对铸铁基金刚石微粉砂轮进行修锐，砂轮表面生成的钝化膜厚度约为10μm，钝化膜厚度较小，因此适用于较小粒度(≤5微米)的金刚石的ELID磨削；修锐平衡时间约为25min，钝化膜的生成速度较快；修锐平衡电流约为0.8A。根据上述结果，可知该配比成份适合于超精加工阶段的镜面磨削。
实施例2用烧杯量取10000ml去离子水，倒入玻璃容器中，加热使其温度保持在29℃～31℃，依次称取钼酸钠30g，碳酸钠25g，硅酸钠45g，硼砂10g，苯甲酸纳40g，氯化钠2g，在不断搅拌的情况下，逐步加入到水中，搅拌直至全部溶解，然后再加入90ml的硼酸酯，搅拌混合均匀得到在线电解修整磨削用的水基磨削液。使用该磨削液对铸铁基金刚石微粉砂轮进行修锐，砂轮表面生成的钝化膜厚度约为25μm；修锐平衡时间约为32min，钝化膜的生成速度较快；修锐平衡电流约为0.7A。
实施例3用烧杯量取10000ml去离子水，倒入玻璃容器中，加热使其温度保持在29℃～31℃，依次称取钼酸钠40g，碳酸钠40g，硅酸钠35g，硼砂20g，苯甲酸纳60g，氯化钠1.5g，在不断搅拌的情况下，逐步加入到水中，搅拌直至全部溶解，然后再加入80ml的硼酸酯，搅拌混合均匀得到在线电解修整磨削用的水基磨削液。使用该磨削液对铸铁基金刚石微粉砂轮进行修锐，砂轮表面生成的钝化膜厚度约为50μm；修锐平衡时间约为35min，钝化膜的生成速度较快；修锐平衡电流约为0.5A。
实施例4用烧杯量取10000ml去离子水，倒入玻璃容器中，加热使其温度保持在29℃～31℃，依次称取钼酸钠45g，碳酸钠50g，硅酸钠30g，硼砂30g，苯甲酸纳75g，氯化钠3g，在不断搅拌的情况下，逐步加入到水中，搅拌直至全部溶解，然后再加入80ml的硼酸酯，搅拌混合均匀得到在线电解修整磨削用的水基磨削液。使用该磨削液对铸铁基金刚石微粉砂轮进行修锐，砂轮表面生成的钝化膜厚度约为70μm；修锐平衡时间约为45min，钝化膜的生成速度较快；修锐平衡电流约为0.5A。
实施例5用烧杯量取10000ml去离子水，倒入玻璃容器中，加热使其温度保持在29℃～31℃，依次称取钼酸钠55g，碳酸钠20g，硅酸钠40g，硼砂25g，苯甲酸纳100g，氯化钠4g，在不断搅拌的情况下，逐步加入到水中，搅拌直至全部溶解，然后再加入70ml的硼酸酯，搅拌混合均匀得到在线电解修整磨削用的水基磨削液。使用该磨削液对铸铁基金刚石微粉砂轮进行修锐，砂轮表面生成的钝化膜厚度约为110μm；修锐平衡时间约为45min，钝化膜的生成速度较快；修锐平衡电流约为1.0A。
权利要求
1.一种在线电解修整磨削用的水基磨削液，其特征在于，在质量为100份的水中含有下列组分及其质量百分比含量钼酸钠0.2～0.6％；碳酸钠0.1～0.5％；硅酸钠0.3～0.8％；硼砂0.1～0.4％；苯甲酸钠0.2～1.2％；氯化钠0.01～0.1％；并含有与水的体积百分比为0.7～1.2％的硼酸酯。
全文摘要
本发明公开了一种在线电解修整磨削用的水基磨削液，属于机械超精密磨削加工使用的磨削液技术。该磨削液的组成为，在质量为100份的水中含有下列组分及其质量百分比含量钼酸钠0.2～0.6％；碳酸钠0.1～0.5％；硅酸钠0.3～0.8％；硼砂0.1～0.4％；苯甲酸钠0.2～1.2％；氯化钠0.01～0.1％；并含有与水的体积百分比为0.7～1.2％的硼酸酯。本发明的优点在于，该磨削液对环境友好，制备成本低，使用性能好，制备过程简单。
文档编号C09K3/14GK101020810SQ200710056810
公开日2007年8月22日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者任成祖, 武震华, 刘春明 申请人:天津大学