钢球研磨液及其制备方法与流程

本发明涉及一种研磨液及对应的制备方法，尤其涉及一种适用于钢球研磨加工的研磨液及其制备方法，属于金属加工技术领域。

背景技术：

钢球是一种重要的基础零部件，在工业生产的过程中发挥着巨大的作用。钢球因其材质的不同而可以被划分为各种不同种类，目前常见的钢球材质包括9Cr18不锈钢、3Cr13不锈钢、铜、铝、钛合金钢以及玛瑙、玻璃、陶瓷等等，这些钢球的普及应用，不仅推动了钢球生产业的发展，而且也促进了相关行业的技术发展和科技进步。

以金属材质的钢球加工而言，通常情况下，这类钢球的加工通常包括冷镦/热镦、光球、磨球、热处理、精研等步骤，其中，光球、磨球、精研等研磨工艺环节占据了生产过程中的绝大部分，可以说，研磨工艺环节直接决定着最终钢球产品的质量。

一般而言，在钢球产品的研磨工艺环节中，将钢球胚料或加工半成品投入磨圆设备进行研磨加工时，为了保证研磨的效果，会向所述磨圆设备内注入一定量的研磨液，以起到润滑、助研的效果.

目前的研磨液根据其溶剂性质的不同可以分为油剂研磨液及水剂研磨液。其中，绝大多数的钢球生产企业会选择油剂研磨液进行生产加工，但是这类研磨液大多对人体有害且对环境存在一定的污染，而且在其使用时必须配以有机溶剂、使用成本很高。在这样的大背景下，水剂研磨液凭借其以水代油、成本低、对人体无害、对环境无污染等诸多优点，开始受到人们的广泛关注，但目前现有的各类水剂研磨液也都存在着防锈能力差的问题，因此其始终没有被大规模使用。

综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种全新的适用于钢球研磨加工的研磨液及其制备方法，以克服上述各项缺陷，也就成为本领域内技术人员所亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出适用于钢球研磨加工的研磨液及其制备方法，具体如下。

一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

15％~35％的研磨砂，5％~10％的防锈润滑剂，1％~5％的络合剂，1％~5％的消泡剂，1%~3%的湿润剂，1％~2％的含氟表面活性剂，0.1%~1%的悬浮剂，余量为去离子水；

所述研磨砂为碳化硼、碳化硅、白刚玉、氧化铬、氧化铁、氧化镁以及氧化铈中的任意一种或任意多种的组合；

所述防锈润滑剂为一乙醇胺硼酸酯、一乙醇胺硼酸铵盐、三乙醇胺羧酸盐以及三乙醇胺硼酸酯中的任意一种或任意多种的组合。

优选地，所述络合剂为柠檬酸钠、焦磷酸钠以及硫代硫酸钠中的任意一种或任意多种的组合。

优选地，所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钠、全氟辛酸钾以及全氟辛酸中的任意一种或任意多种的组合。

优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

优选地，各组分中固体原料的粒径为20nm~120nm。

优选地，一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

15％的研磨砂，7％的防锈润滑剂，3％的络合剂，2％的消泡剂，1%的湿润剂，1.5％的含氟表面活性剂，0.5%的悬浮剂，余量为去离子水；

所述研磨砂为碳化硼以及碳化硅的混合物；

所述防锈润滑剂为一乙醇胺硼酸酯；

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钠；

所述络合剂为柠檬酸钠；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

优选地，一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

25％的研磨砂，8％的防锈润滑剂，3％的络合剂，3％的消泡剂，1%的湿润剂，1.5％的含氟表面活性剂，0.5%的悬浮剂，余量为去离子水；

所述研磨砂为白刚玉；

所述防锈润滑剂为一乙醇胺硼酸铵盐；

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钾；

所述络合剂为焦磷酸钠；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

优选地，一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

35％的研磨砂， 10％的防锈润滑剂，4％的络合剂， 5％的消泡剂，1%的湿润剂，1.5％的含氟表面活性剂，0.5%的悬浮剂，余量为去离子水

所述研磨砂为氧化铬、氧化铁、氧化镁以及氧化铈的混合物；

所述防锈润滑剂为三乙醇胺羧酸盐以及三乙醇胺硼酸酯的混合物；

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钾；

所述络合剂为焦磷酸钠；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

一种钢球研磨液的制备方法，用于制备如上所述的钢球研磨液，包括如下步骤：

S1、按配比选取各成分，完成配料；

S2、将研磨砂、防锈润滑剂、湿润剂以及含氟表面活性剂按序加入至去离子水中，升温至90℃，搅拌均匀，静置冷却后得到第一混合溶液；

S3、将悬浮剂以及络合剂按序加入至所述第一混合溶液中，升温至120℃，充分搅拌40min~60min，随后保温60min~120min，静置冷却后得到第二混合溶液；

S4、将消泡剂加入至所述第二混合溶液中，升温至100℃，搅拌均匀后得到所述钢球研磨液。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明所述的一种适用于钢球研磨加工的研磨液，在常温条件下具备很高的研磨精度和研磨效率，可以很好地替代油剂研磨液、在钢球研磨加工的过程中起到润滑、助研的作用。同时，本发明的研磨液防锈能力强、对钢球产品无腐蚀性，在保证了使用效果的同时也避免了对钢球产品本身的损伤。

同时，由于本发明的研磨液本质上是一种水剂研磨液，因此在钢球产品加工完毕后，仅需要使用水基清洁剂或高压水流即可完成产品清洁，避免了研磨液在钢球产品表面的过量残留，减轻了了钢球生产企业后续的清洁负担、节约了生产成本。

与本发明的研磨液相对应的，本发明所述的研磨液的制备方法，操作难度相对较低，操作过程简单，不会产生爆炸、燃烧等情况，整个制备过程安全无毒，对人员及环境的安全性较高，便于加工企业的大规模推广应用，具有很高的使用及推广价值。

以下对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

具体实施方式

本发明揭示了一种适用于钢球研磨加工的研磨液及其制备方法，具体如下。

一种钢球研磨液，其特征在于，按质量百分比记包括如下组分：

15％~35％的研磨砂，5％~10％的防锈润滑剂，1％~5％的络合剂，1％~5％的消泡剂，1%~3%的湿润剂，1％~2％的含氟表面活性剂，0.1%~1%的悬浮剂，余量为去离子水；

所述研磨砂为碳化硼、碳化硅、白刚玉、氧化铬、氧化铁、氧化镁以及氧化铈中的任意一种或任意多种的组合；

所述防锈润滑剂为一乙醇胺硼酸酯、一乙醇胺硼酸铵盐、三乙醇胺羧酸盐以及三乙醇胺硼酸酯中的任意一种或任意多种的组合；

所述络合剂为柠檬酸钠、焦磷酸钠以及硫代硫酸钠中的任意一种或任意多种的组合。

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钠、全氟辛酸钾以及全氟辛酸中的任意一种或任意多种的组合。

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

需要特别说明的是，在上述各组分中，固体原料的粒径为20nm~120nm。

以下便结合上述方案提供三组具体实施例，进行详尽说明。

实施例1

一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

15％的研磨砂，7％的防锈润滑剂，3％的络合剂，2％的消泡剂，1%的湿润剂，1.5％的含氟表面活性剂，0.5%的悬浮剂，余量为去离子水；

所述研磨砂为碳化硼以及碳化硅的混合物；

所述防锈润滑剂为一乙醇胺硼酸酯；

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钠；

所述络合剂为柠檬酸钠；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

实施例2

一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

25％的研磨砂，8％的防锈润滑剂，3％的络合剂，3％的消泡剂，1%的湿润剂，1.5％的含氟表面活性剂，0.5%的悬浮剂，余量为去离子水；

所述研磨砂为白刚玉；

所述防锈润滑剂为一乙醇胺硼酸铵盐；

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钾；

所述络合剂为焦磷酸钠；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

实施例3

一种钢球研磨液，按质量百分比记包括如下组分：

35％的研磨砂， 10％的防锈润滑剂，4％的络合剂， 5％的消泡剂，1%的湿润剂，1.5％的含氟表面活性剂，0.5%的悬浮剂，余量为去离子水

所述研磨砂为氧化铬、氧化铁、氧化镁以及氧化铈的混合物；

所述防锈润滑剂为三乙醇胺羧酸盐以及三乙醇胺硼酸酯的混合物；

所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钾；

所述络合剂为焦磷酸钠；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

将实施例1~实施例3中的索氏体带钢清洗剂进行性能测试，其结果如下表所示。

由上表可知，本发明所述的一种适用于钢球研磨加工的研磨液，在常温条件下具备很高的研磨精度和研磨效率，可以很好地替代油剂研磨液、在钢球研磨加工的过程中起到润滑、助研的作用。同时，本发明的研磨液防锈能力强、对钢球产品无腐蚀性，在保证了使用效果的同时也避免了对钢球产品本身的损伤。

同时，由于本发明的研磨液本质上是一种水剂研磨液，因此在钢球产品加工完毕后，仅需要使用水基清洁剂或高压水流即可完成产品清洁，避免了研磨液在钢球产品表面的过量残留，减轻了了钢球生产企业后续的清洁负担、节约了生产成本。

此外，本发明还提供了一种用于制备上述钢球研磨液的制备方法，包括如下步骤：

S1、按配比选取各成分，完成配料；

S2、将研磨砂、防锈润滑剂、湿润剂以及含氟表面活性剂按序加入至去离子水中，升温至90℃，搅拌均匀，静置冷却后得到第一混合溶液；

S3、将悬浮剂以及络合剂按序加入至所述第一混合溶液中，升温至120℃，充分搅拌40min~60min，随后保温60min~120min，静置冷却后得到第二混合溶液；

S4、将消泡剂加入至所述第二混合溶液中，升温至100℃，搅拌均匀后得到所述钢球研磨液。

与本发明的研磨液相对应的，本发明所述的研磨液的制备方法，操作难度相对较低，操作过程简单，不会产生爆炸、燃烧等情况，整个制备过程安全无毒，对人员及环境的安全性较高，便于加工企业的大规模推广应用，具有很高的使用及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。