一种工程陶瓷专用磨削液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种工程陶瓷专用磨削液，包含：4.8％～6.2％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.5％～2.9％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.2％～2.5％的二硫化钼、2.2％～2.4％的甲基硅油酯、2.7％～2.9％的羟基硅油、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。本发明专利技术提供的工程陶瓷专用磨削液，其具有优异的润滑、降温和清洗的效果，且使用周期长，能大幅降低加工过程磨削温度、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等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷的磨削加工领域，具体涉及一种工程陶瓷专用磨削液及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术，特别是能源、空间技术的发展，工程陶瓷以其高强度、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温下烧结而成，不可避免的毛坯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糙度要求。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。这些难题导致传统的磨削难以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。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温度使加工条件急剧恶化，砂轮的磨损大大加剧，极易产生钝化、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，难以满足高精度、高效率的加工要求。由此可见，提供一种新的磨削液，以期降低磨削区温度，改善磨削条件，以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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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：金刚石砂轮的磨削温度过高，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。本专利技术具有优异的润滑性，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温度、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。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％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.5％～2.9％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.2％～2.5％的二硫化钼、2.2％～2.4％的甲基硅油酯、2.7％～2.9％的羟基硅油、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。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％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.8％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.3％的二硫化钼、2.3％的甲基硅油酯、2.8％的羟基硅油、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。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-脂肪醇聚氧乙烯醚基氧化胺。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磺酸镁。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。一种工程陶瓷专用磨削液的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：步骤1、按各组分质量百分含量为5.5％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.8％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.3％的二硫化钼、2.3％的甲基硅油酯、2.8％的羟基硅油、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；步骤2、将二硫化钼加入适量的去离子水，以2～2.5℃/min升温速率升温至25℃-30℃时保温8～10min，在氩气气氛保护下研磨30-40分钟混合均匀，得到第一混合料；步骤3、依次将脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、烷基合成醇烷氧基化合物、甲基硅油酯加入到反应釜中，搅拌混合均匀，以10～15℃/min升温速率升温至50℃-60℃，保温50-60分钟，得到第二混合料；步骤4、将羟基硅油、硬脂基二甲基氧化胺加入到反应釜中，搅拌混合均匀，以10～15℃/min升温速率升温至55℃-65℃，保温70-80分钟，得到第三混合料；步骤5、将N,N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙烯醚基氧化胺、十二烷基苯磺酸镁、去离子水依次加入到反应釜中，搅拌混合均匀，以8～10℃/min升温速率升温至55℃-65℃，保温40-50分钟，得到第四混合料；步骤6、将保温的第一混合料边搅拌边加入到第四混合料中，滴加结束后继续搅拌30-40分钟，搅拌过程中采用平均功率25W、脉冲重复频率1kHz及离焦量为0的纳秒激光辐照混合料表面，得到第五混合料；步骤7、将保温的第二混合料边搅拌边加入到第五混合料中，滴加结束后继续搅拌20-30分钟，搅拌过程中采用平均功率35W、脉冲重复频率1kHz及离焦量为0的纳秒激光辐照混合料表面，得到第六混合料；步骤8、将保温的第三混合料边搅拌边加入到第六混合料中，滴加结束后继续搅拌50-60分钟，搅拌过程中采用平均功率15W、脉冲重复频率1kHz及离焦量为0的纳秒激光辐照混合料表面，得到第七混合料；步骤9、将第七混合料在30℃-40℃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，然后以8～10℃/min降温至常温。本专利技术的作用和有益效果：本专利技术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锈性能，使用本专利技术磨削液与现有的普通磨削液相比，通过加入脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、烷基合成醇烷氧基化合物、N,N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙烯醚基氧化胺、十二烷基苯磺酸镁及硬脂基二甲基氧化胺等原料，实现了磨削温度降低21.3％，法向磨削力降低50.7％，切向磨削力降低64.4％，表面粗糙度降低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。具体的，所述脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚为表面活性剂，具有优异的分散性，对于工程陶瓷可以起到良好的浸润和减摩作用。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。所述二硫化钼为固体润滑剂，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。所述甲基硅油酯为抗泡剂，具有表面张力小、消泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程陶瓷专用磨削液，其特征在于其特征在于：各组分质量百分含量为4.8％～6.2％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.5％～2.9％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.2％～2.5％的二硫化钼、2.2％～2.4％的甲基硅油酯、2.7％～2.9％的羟基硅油、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。

【技术特征摘要】
1.一种工程陶瓷专用磨削液，其特征在于其特征在于：各组分质量百分含量为
4.8％～6.2％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.5％～2.9％的烷基合成醇烷氧基化合物、
2.2％～2.5％的二硫化钼、2.2％～2.4％的甲基硅油酯、2.7％～2.9％的羟基硅油、
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。
2.根据权利要求1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％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.8％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.3％的二硫
化钼、2.3％的甲基硅油酯、2.8％的羟基硅油、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。
3.根据权利要求1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-脂肪醇聚氧乙烯醚基氧化胺。
4.根据权利要求1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
二烷基苯磺酸镁。
5.根据权利要求1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。
6.一种工程陶瓷专用磨削液的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：
步骤1、按各组分质量百分含量为5.5％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.8％的烷基合
成醇烷氧基化合物、2.3％的二硫化钼、2.3％的甲基硅油酯、2.8％的羟基硅油、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；
步骤2、将二硫化钼加入适量的去离子水，以2～2.5℃/min升温速率升温至25℃
-30℃时保温8～10min，在氩气气氛保护下研磨30-40分钟混合均匀，得到第一混合料；
步骤3、依次将脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、烷基合成醇烷氧基化合物、甲基硅油酯
加入到反应釜中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓红，邓朝晖，曹玲，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43