ELID磨削复合材料专用磨削液及其制备方法与流程

文档序号:18213558发布日期:2019-07-19 22:28阅读:266来源:国知局

本发明涉及一种适用于复合材料精密超精密磨削领域的elid磨削技术专用磨削液。该磨削液能在砂轮和金属表面上形成一层致密的氧化膜,使机床、工件、刀具免受周围截止的腐蚀。该磨削液加工效率高、成本低,具有高去除率,使加工件表面加工质量好,加工精度高。同时该磨削液绿色无污染,对人体和环境无危害,满足工件精密超精密在线电解修整镜面加工需求,广泛适用于复合材料的精密加工。



背景技术:

复合材料与普通材料相比,具有良好的抗冲击性能、抗疲劳性能、高强度、高刚度、导热性能、导电性能和抗断裂性能,同时还具有较高耐磨性能和较低热膨胀系数,因此,在精密仪器、航天、军工、汽车制造等领域具有广阔应用与发展空间,代替了很多传统的材料。但是,复合材料是由两种及两种以上材料制备而成,会产生界面效应,界面结合强度无法保证,导致其在加工过程中容易出现去除率低、产生积屑瘤、加工缺陷较多的现象,使加工难度难度变大,加工件表面质量低,加工精度低,加工成本高,严重制约了复合材料在航空航天、军工等领域的应用。该磨削液的产生有助于解决复合材料的加工难题。



技术实现要素:

本发明的目的为了克服现有的普通磨削液对复合材料加工后,加工去除率低、被加工件表面质量不均匀、加工缺陷较多、发生严重烧伤、砂轮堵塞严重,无法实现镜面级超精密加工,不能满足实际应用要求等问题。应用该磨削液能提高加工效率,减少工件表面缺陷以及砂轮堵塞现象,有效提高复合材料加工表面质量和精度,满足实际生产要求。

elid磨削复合材料专用磨削液,其特征在于:该专用磨削液包括机油、大豆油、巯丙基三甲氧基硅烷、十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、二甲基硅油、二硫化钼、二烷基二硫代磷酸锌、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、乳化硅油、吗啉衍生物、硼酸、甲基苯并三氮唑、环烷酸盐、三甲苯磷酸酯、硫化脂肪酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺、月桂酸、聚乙二醇、磷酸钠和去离子水。

各组分质量百分含量为:2%~4%的机油、1.5%~2.5%的大豆油、0.2%~0.3%的巯丙基三甲氧基硅烷、0.2%~0.3%的十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、1.5%~2%的二甲基硅油、1.5%~2%的二硫化钼、2%~3.5%的二烷基二硫代磷酸锌、2%~3%的壬基酚聚氧乙烯醚、3%~3.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5%~0.7%的乳化硅油、0.8%~1.2%的吗啉衍生物、2%~3%的硼酸、0.4%~0.6%的甲基苯并三氮唑、0.8%~0.9%的环烷酸盐、4%~5%的三甲苯磷酸酯、3%~6%的硫化脂肪酸酯、0.5%~0.7%的二乙醇胺、0.5%~0.7%的三乙醇胺、1%~1.5%的月桂酸、0.5%~0.7%的聚乙二醇、0.6%~0.8%的磷酸钠、56.1%~71.5%的去离子水。

所述的elid磨削复合材料专用磨削液及其制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

s1将总量为1/3的去离子水加热至40~55℃,然后加入巯丙基三甲氧基硅烷、十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、二甲基硅油、二硫化钼、二烷基二硫代磷酸锌、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、三甲苯磷酸酯、硫化脂肪酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺、月桂酸、聚乙二醇、甲基苯并三氮唑、环烷酸盐,搅拌混合30~40min,制得混合物。

s2向步骤s1混合物中加入乳化硅油、吗啉衍生物、磷酸钠,并搅拌25~30min;

s3再取总量为1/3的去离子水,加热至75~85℃,加入机油和大豆油,搅拌混合15~25min;

s4将步骤s2获得的混合物和步骤s3所得到的混合物混合,在55~65℃搅拌混合40~50min;

s5将硼酸加入到步骤s4获得的混合溶液中,加入剩余的去离子水,并搅拌30~40min得到该磨削液。

所述机油和大豆油为油性剂,在磨削加工过程中增强磨削液的油性和渗透能力,会形成润滑膜,降低砂轮的损耗,保证边界润滑有较低的摩擦系数。

所述巯丙基三甲氧基硅烷、十二烯基丁二酸二乙醇酰胺为防锈剂,保持良好磨削性能并在砂轮表面形成氧化物的保护膜,防止机床、砂轮和工件锈蚀。

所述二甲基硅油和二硫化钼为润滑剂,易在砂轮与工件之间形成物理吸附膜,使磨削液润滑性和稳定性好。

所述二烷基二硫代磷酸锌提高了磨削液的使用性能,减少磨削阻力,提高了磨削效率和产品的储存稳定性。

所述壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚为表面活性剂,具有良好的水溶性和清洗能力,增加接触面积且有杀菌消毒作用。

所述脂肪醇聚氧乙烯醚同时可以提高磨削液的磨削性,使之与润滑剂合理配比,可以使功率消耗得到很大的减少,提高磨削力和加工质量,降低磨具磨损,节能增效。

所述乳化硅油为消泡剂,抑制磨削过程中泡沫产生或消除已产生的泡沫,使磨削液保持长期清澈透明,生物可降解性好,保持磨削液稳定。

所述吗啉衍生物为杀菌剂,抑制和杀灭磨削液及磨削加工过程中的各类细菌和真菌,具有杀菌消毒、防腐蚀的作用。

所述硼酸为ph调节剂,调节和平衡磨削液的ph值,同时具有极压抗磨和防锈的功能。

所述甲基苯并三氮唑为缓蚀剂,能在砂轮表面产生致密氧化膜,起到防腐蚀和防锈的功效。

所述环烷酸盐、三甲苯磷酸酯、硫化脂肪酸酯为极压抗磨剂,保证边界极压润滑,磨削过程中,对磨具起到保护作用,延长磨具的使用寿命,提高工件表面加工质量。

所述二乙醇胺、三乙醇胺、月桂酸、聚乙二醇为清洗剂,四种液体配合,可以使磨削液具有优良的清洗性能,将机床、磨具、工件上的磨屑、油污和油泥清洗的很干净。

所述月桂酸同时作为偶合剂,增强磨削液各组成成份的相互协同作用,提高磨削液的稳定性。

所述磷酸钠为电解质,进一步增强磨削液的电解能力,更好的实现砂轮的电解修锐。

所述去离子水,在磨削过程中起到冷却作用,防止磨具砂轮出现热化学磨损和金刚石溶解的现象。

本发明所涉及的elid磨削复合材料专用磨削液与传统普通磨削液不同,主要的优点在于:

1)可以提高磨具的磨削性能,减少磨削损耗,增加磨削效率。

2)具有电解成膜的特性,在加工过程中形成一层致密的氧化膜,起到润滑、防腐的作用,减少划伤,提高加工质量精度高;

3)磨削液无腐蚀性,对环境无污染、无毒害,防锈、润滑、冷却效果好;

4)磨削液稳定性好,具有清洁功能,对机床、磨具和工件有很强的清洁作用,提高工件磨削加工表面质量。

具体实施方式

1、实施例1

按下列质量分数:3%的机油、2%的大豆油、0.3%的巯丙基三甲氧基硅烷、0.2%的十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、2%的二甲基硅油、1.5%的二硫化钼、2%的二烷基二硫代磷酸锌、2%的壬基酚聚氧乙烯醚、3.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.6%的乳化硅油、1%的吗啉衍生物、2%的硼酸、0.5%的甲基苯并三氮唑、0.8%的环烷酸盐、4%的三甲苯磷酸酯、5%的硫化脂肪酸酯、0.6%的二乙醇胺、0.6%的三乙醇胺、1.3%的月桂酸、0.5%的聚乙二醇、0.7%的磷酸钠、65.9%的去离子水配制而成。

专用磨削液的制备方法,具体步骤如下:

①将总量为1/3的去离子水加热至40~55℃,然后加入巯丙基三甲氧基硅烷、十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、二甲基硅油、二硫化钼、二烷基二硫代磷酸锌、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、三甲苯磷酸酯、硫化脂肪酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺、月桂酸、聚乙二醇、甲基苯并三氮唑、环烷酸盐,搅拌混合30~40min,制得混合物。

②向步骤①混合物中加入乳化硅油、吗啉衍生物、磷酸钠,并搅拌25~30min;

③再取总量为1/3的去离子水,加热至75~85℃,加入机油和大豆油,搅拌混合15~25min;

④将步骤②获得的混合物和步骤③所得到的混合物混合,在55~65℃搅拌混合40~50min;

⑤将硼酸加入到步骤④获得的混合溶液中,加入剩余的去离子水,并搅拌30~40min得到该磨削液。

2、实施例2

按下列质量分数:2%的机油、2.4%的大豆油、0.2%的巯丙基三甲氧基硅烷、0.3%的十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、1.6%的二甲基硅油、1.5%的二硫化钼、2.3%的二烷基二硫代磷酸锌、2.1%的壬基酚聚氧乙烯醚、3.4%的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5%的乳化硅油、0.8%的吗啉衍生物、2.5%的硼酸、0.4%的甲基苯并三氮唑、0.8%的环烷酸盐、4.2%的三甲苯磷酸酯、3%的硫化脂肪酸酯、0.5%的二乙醇胺、0.5%的三乙醇胺、1.3%的月桂酸、0.5%的聚乙二醇、0.6%的磷酸钠、69.6%的去离子水配制而成。

专用磨削液的制备方法,具体步骤如下:

①将总量为1/2的去离子水加热至35~45℃,然后加入巯丙基三甲氧基硅烷、十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、二甲基硅油、二硫化钼、二烷基二硫代磷酸锌、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、三甲苯磷酸酯、硫化脂肪酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺、月桂酸、聚乙二醇、甲基苯并三氮唑、环烷酸盐,搅拌混合40~45min,制得混合物。

②向步骤①混合物中加入乳化硅油、吗啉衍生物、磷酸钠,并搅拌20~25min;

③再取总量为1/4的去离子水,加热至80~90℃,加入机油和大豆油,搅拌混合20~30min;

④将步骤②获得的混合物和步骤③所得到的混合物混合,在60~65℃搅拌混合45~55min;

⑤将硼酸加入到步骤④获得的混合溶液中,加入剩余的去离子水,并搅拌35~45min得到磨削液。

3、实施例3

按下列质量分数:4%的机油、2.5%的大豆油、0.3%的巯丙基三甲氧基硅烷、0.3%的十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、2%的二甲基硅油、1.8%的二硫化钼、3.4%的二烷基二硫代磷酸锌、3%的壬基酚聚氧乙烯醚、3.2%的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.7%的乳化硅油、1.1%的吗啉衍生物、3%的硼酸、0.6%的甲基苯并三氮唑、0.9%的环烷酸盐、4.8%的三甲苯磷酸酯、5.2%的硫化脂肪酸酯、0.7%的二乙醇胺、0.7%的三乙醇胺、1.5%的月桂酸、0.7%的聚乙二醇、0.8%的磷酸钠、58.8%的去离子水配制而成。

专用磨削液的制备方法,具体步骤如下:

①取总量为1/4的去离子水,加热至80~90℃,加入机油和大豆油,搅拌混合20~30min;

②将总量为3/4去离子水加热至35~45℃,然后加入巯丙基三甲氧基硅烷、十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、二甲基硅油、二硫化钼、二烷基二硫代磷酸锌、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、三甲苯磷酸酯、硫化脂肪酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺、月桂酸、聚乙二醇、甲基苯并三氮唑、环烷酸盐、乳化硅油、吗啉衍生物、磷酸钠、硼酸,搅拌混合60~65min,制得混合物;

③将步骤①获得的混合物和步骤②所得到的混合物混合,在60~65℃搅拌混合45~55min,得到磨削液。

以上所述仅是本发明的几种优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

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