用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法及装置，制备方法包括以下步骤：A、利用反应原料通过水热反应制备预设形状的反应物；反应原料包括乙二醇、尿素和六合水氯化铁，预设形状包括多边形、花形、空心圆形或实心球状；B、利用清洗剂反应物进行清洗并干燥；C、在惰性气体的环境中，对四氧化三铁前驱体进行煅烧，得到具有预设形状的四氧化三铁颗粒；D、将磨料与粘结剂混合，得到混合溶液；E、将混合溶液喷向四氧化三铁颗粒，得到四氧化三铁复合颗粒。本方案提出的一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，方法简单，操作性强，有利于在磁流变抛光的过程中，提升抛光工件表面的加工质量和加工效率。提升抛光工件表面的加工质量和加工效率。提升抛光工件表面的加工质量和加工效率。

【技术实现步骤摘要】
用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法及装置


[0001]本专利技术涉及超精密加工
，尤其涉及一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法及装置。

技术介绍

[0002]磁流变液属于智能材料，在外场作用下产生流变效应，其黏度和屈服应力会急剧增大，表现为类似固体的力学性质，材料流变过程具有可逆性和可控性。利用磁流变液的流变特性对硬脆材料进行抛光加工已成为先进加工技术研究的热点之一。随着科学技术的发展，人们对材料加工精度的要求越来越高，比如晶面的表面精度、精密仪器的零部件等，这也对磁流变加工提出了更高的要求。与传统抛光相比，磁流变抛光具有在抛光过程中不引入新的亚表面损伤的优点。
[0003]磁流变抛光液的性能对磁流变抛光的效果有着至关重要的影响，而传统的磁流变抛光液主要由基载液、磁敏颗粒、磨料以及添加剂组成。在磁流变抛光中，磨料扮演者“刀具”的角色，而磁性颗粒链相当于抛光垫的作用。换句话说，磁性颗粒组成的链串结构“裹挟”磨料进行抛光。因此，使用传统磁流变抛光液进行加工具有以下缺点：(1)传统磁流变抛光液的磁性颗粒为球状羰基铁粉，在加工过程中对磨料的把持效果很有限，影响磁流变抛光的效率。(2)磁性颗粒和磨料在加工过程中是随机混合分布在基载液中，磨料颗粒作用于工件的同时，磁性颗粒也对工件有一定的去除作用，这就导致磁性颗粒很容易被磨损，进而降低磁流变抛光液的使用寿命，甚至影响抛光效果。(3)磨料在磁性颗粒的夹持下进行抛光，磨料对工件的作用具有随机性，无法保证抛光的均匀性。(4)当磁流变抛光液中的磨料大小不均匀时，尺寸较小的磨料更容易被磁性颗粒把持，这就使得存在一部分磨料无法得到充分的利用，从而降低抛光效率，甚至影响磁流变抛光的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，方法简单，操作性强，有利于在磁流变抛光的过程中，提升抛光工件表面的加工质量和加工效率，以克服现有技术中的不足之处。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提出一种实现上述用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法的装置，结构简单，使用方便，便于制备上述四氧化三铁复合颗粒，以在磁流变抛光的过程中，提升抛光工件表面的加工质量和加工效率。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0008]A、利用反应原料通过水热反应制备预设形状的反应物；其中，所述反应原料包括乙二醇、尿素和六合水氯化铁，所述预设形状包括多边形、花形、空心圆形或实心球状；
[0009]B、利用清洗剂对步骤A的反应物进行清洗，干燥后得到四氧化三铁前驱体；
[0010]C、在惰性气体的环境中，对步骤B的四氧化三铁前驱体进行煅烧，得到具有预设形
状的四氧化三铁颗粒；
[0011]D、将磨料与粘结剂混合，得到混合溶液；
[0012]E、将步骤D的混合溶液喷向步骤C的四氧化三铁颗粒，使混合溶液包裹四氧化三铁颗粒，得到四氧化三铁复合颗粒。
[0013]优选的，步骤A中，按照质量比，所述六合水氯化铁和所述尿素的添加比例为1：(0.5～2)；
[0014]所述水热反应的反应温度为160～230℃，反应时间为350～1000min。
[0015]优选的，步骤B中，所述清洗剂包括去离子水和无水乙醇，所述干燥步骤的干燥温度为60～80℃，干燥时间为480～720min。
[0016]优选的，步骤C中，所述煅烧步骤的煅烧温度为400～500℃，煅烧时间为150～200min。
[0017]优选的，步骤D中，按照质量比，所述磨料和所述粘结剂的混合比例为3：(0.5～1.5)；
[0018]所述磨料的粒径为10～800nm；
[0019]按照质量比，所述粘结剂包括胶料1～2份、去离子水8～10份和固化剂1～2份，所述胶料为金相胶粉和丙烯酸粉中的任意一种，所述固化剂为有改性芳胺、脂肪族多胺、脂环族多胺和芳香族多胺中的任意一种。
[0020]优选的，步骤E中，所述包裹步骤的包裹温度为70～90℃。
[0021]一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备装置，用于实现上述用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，包括反应座、物料输送机构、反应机构、煅烧造粒机构和收集机构；
[0022]所述反应座的内部开设有反应室、煅烧造粒室和储存室，所述反应机构设置于所述反应室的内部，所述反应机构用于利用反应原料通过水热反应制备预设形状的反应物，并对反应物进行清洗；所述煅烧造粒机构设置于所述煅烧造粒室的内部，所述煅烧造粒机构用于干燥反应物，并提供惰性气体的环境对四氧化三铁前驱体进行煅烧，还用于令混合溶液喷向四氧化三铁颗粒，使混合溶液包裹四氧化三铁颗粒；所述收集机构设置于所述储存室13的内部，且所述煅烧造粒室和所述收集机构相互连通，所述收集机构用于收集和储存四氧化三铁颗粒、混合溶液和四氧化三铁复合颗粒；
[0023]所述物料输送机构安装于所述反应座1的顶部，所述物料输送机构用于向所述反应机构输送反应物和清洗剂，还用于将清洁后的反应物转运至所述煅烧造粒机构。
[0024]优选的，所述物料输送机构包括安装基座、给料组件和转运组件，所述安装基座可转动地安装于所述反应座的顶部，所述给料组件和所述转运组件围绕所述安装基座的边缘间隔分布，且所述给料组件和所述转运组件均可相对于所述安装基座上下移动；
[0025]所述给料组件至少设置有五组，所述给料组件用于将反应物和清洗剂输送至所述反应机构，所述转运组件用于将所述反应机构中清洁后的反应物转运至所述煅烧造粒机构。
[0026]优选的，所述反应机构包括旋转座、反应釜和加热组件；所述旋转座可转动地安装于所述反应室，所述反应釜设置有多个，多个所述反应釜设置于所述旋转座的顶部，且所述反应釜围绕所述安装基座的边缘间隔均匀分布；
[0027]所述加热组件包括加热保护罩、第一电热管和第一温度检测器，所述加热保护罩安装于所述反应室的内壁，且所述加热保护罩由内至外包括第一耐高温层、第一保温层和第一隔热层，所述第一电热管围绕所述加热保护罩的内壁设置，所述第一温度检测器安装于所述反应室的内部，且所述第一温度检测器用于检测所述反应室的温度。
[0028]优选的，所述煅烧造粒机构包括气压调节组件、供气组件和煅烧组件；所述气压调节组件安装于所述煅烧造粒室的内部，且所述气压调节组件用于调节所述煅烧造粒室的气压，所述供气组件设置于所述煅烧造粒室的外部，且所述供气组件与所述煅烧造粒室相互连通，所述供气组件用于向所述煅烧造粒室输送惰性气体；
[0029]所述煅烧组件包括煅烧保护罩、第二电热管和第二温度检测器，所述煅烧保护罩安装于所述煅烧造粒室的内壁，且所述煅烧保护罩由内至外包括第二耐高温层、第二保温层和第二隔热层，所述第二电热管围绕所述煅烧保护罩的内壁设置，所述第二温度检测器安装于所述煅烧造粒室的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、利用反应原料通过水热反应制备预设形状的反应物；其中，所述反应原料包括乙二醇、尿素和六合水氯化铁，所述预设形状包括多边形、花形、空心圆形或实心球状；B、利用清洗剂对步骤A的反应物进行清洗，干燥后得到四氧化三铁前驱体；C、在惰性气体的环境中，对步骤B的四氧化三铁前驱体进行煅烧，得到具有预设形状的四氧化三铁颗粒；D、将磨料与粘结剂混合，得到混合溶液；E、将步骤D的混合溶液喷向步骤C的四氧化三铁颗粒，使混合溶液包裹四氧化三铁颗粒，得到四氧化三铁复合颗粒。2.根据权利要求1所述的一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤A中，按照质量比，所述六合水氯化铁和所述尿素的添加比例为1：(0.5～2)；所述水热反应的反应温度为160～230℃，反应时间为350～1000min。3.根据权利要求1所述的一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述清洗剂包括去离子水和无水乙醇，所述干燥步骤的干燥温度为60～80℃，干燥时间为480～720min。4.根据权利要求1所述的一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述煅烧步骤的煅烧温度为400～500℃，煅烧时间为150～200min。5.根据权利要求1所述的一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤D中，按照质量比，所述磨料和所述粘结剂的混合比例为3：(0.5～1.5)；所述磨料的粒径为10～800nm；按照质量比，所述粘结剂包括胶料1～2份、去离子水8～10份和固化剂1～2份，所述胶料为金相胶粉和丙烯酸粉中的任意一种，所述固化剂为有改性芳胺、脂肪族多胺、脂环族多胺和芳香族多胺中的任意一种。6.根据权利要求1所述的一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤E中，所述包裹步骤的包裹温度为70～90℃。7.一种用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备装置，其特征在于，用于实现权利要求1～6任意一项所述的用于磁流变抛光的四氧化三铁复合颗粒的制备方法，包括反应座、物料输送机构、反应机构、煅烧造粒机构和收集机构；所述反应座的内部开设有反应室、煅烧造粒室和储存室，所述反应机构设置于所述反应室的内部，所述反应机构用于利用反应原料通过水热反应制备预设形状的反应物，并对反应物进行清洗；所述煅烧造粒机构设置于所述煅烧造粒室的内部，所述煅烧造粒机构用于干燥反应物，并提供惰性气体的环境对四氧化三铁前驱体进行煅烧，还用于令混合溶液喷向四氧化三铁颗粒，使混合溶液包裹四氧化三铁颗粒；所述收集机构设置于所述储存室13的内部，且所述煅烧造粒室和所述收集机构相互连通，所述收集机构用于收集和储存四氧化三铁颗粒、混合溶液和四氧化三铁复合颗粒；所述物料输送机构安装于所述反应座1的顶部，所述物料输送机构用于向所述反应机构输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘继生，沈卓珊，阎秋生，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：