本发明专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，属于硬质材料工具制造和切削加工领域。本发明专利技术旨在解决产业界亟待解决的磨削液或切削液从经验选择和使用到科学选择和使用的问题，促进硬质材料磨削液或切削液生产企业从基于经验的开发到科学开发。本发明专利技术通过优选特定微观结构和成分的硬质合金标定物作为工作电极，优化电化学测试参数，基于自腐蚀电流密度和电荷转换电阻两个动力学参数，比较各种磨削液或切削液在一定配置浓度条件下对硬质合金标定物的防腐蚀保护效果，通过重复测试和相互验证，实现对硬质材料磨削液或切削液的高效筛选和配置浓度优化，达到显著降低硬质材料磨削加工缺陷废品率和提高硬质材料刀具切削加工质量的效果。刀具切削加工质量的效果。刀具切削加工质量的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法
[0001]本专利技术涉及一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，属于硬质材料工具制造和切削加工领域。
技术介绍
[0002]无论是直接用作切削刀具和耐磨零件，还是经过涂层处理后用作切削刀具，硬质合金和金属陶瓷毛坯均需通过磨削加工才能达到满足特定应用需求的形状、尺寸以及形位公差和尺寸精度。磨削加工缺陷长期困扰硬质合金、金属陶瓷及其精深加工制品生产企业。由于形状复杂，尺寸精度要求高，通过棒材加工制备的硬质合金和金属陶瓷整体刀具的磨削加工余量较大，需经过粗磨、半精磨和精磨等工序。亚微、超细和纳米硬质合金是硬质合金棒材最典型的材质。由于硬质合金棒材的晶粒度通常＜0.8μm，其材质相对传统硬质合金具有一定的特殊性，而且硬质合金棒材整体刀具在切削刀具中的市场份额很大，其磨削加工表面缺陷问题更为凸显。
[0003]由于对硬质合金和金属陶瓷进行磨削加工切割力大、发热量大，因此必须采用磨削液。磨削液的正确选择和正确使用是实现硬质合金和金属陶瓷工具高效和高质量精密制造的基础。目前市场上磨削液的品种繁多，磨削液生产企业对其使用方法通常缺乏明确指导，磨削液使用企业通常依据推荐和试用进行采购，根据自身经验进行浓度配置。如何科学选择磨削液，如何科学确定磨削液的配置浓度一直困扰硬质合金和金属陶瓷工具精深加工制造企业。
[0004]切削刀具是硬质合金、金属陶瓷、涂层硬质合金和涂层金属陶瓷等硬质材料工具最典型的一类应用。湿切削加工是硬质材料刀具切削加工常用的一种加工方式。目前磨削液或切削液生产企业将硬质材料的磨削液或切削液通常不做细分，推荐打通使用。即同一种物质，用作硬质材料磨削加工称为磨削液，用作硬质材料刀具对被加工材料进行湿式切削加工称为切削液。与硬质材料磨削加工类似，切削液的正确选择和正确使用是实现硬质材料刀具对被加工材料高效和高质量精密加工的基础。如何实现磨削液或切削液从经验选择和使用到科学选择和使用是目前产业界亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的第一个目的是，解决产业界亟待解决的磨削液或切削液从经验选择和使用到科学选择和使用的问题。
[0006]本专利技术的第二个目的是，促进硬质材料磨削液或切削液生产企业从基于经验的开发到科学开发，高质量服务硬质材料工具制造企业和硬质材料刀具使用企业，促进服务链和产业链的协同高质量发展。
[0007]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，所述筛选和配置浓度优化方法是指采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱的电化学联合测试评价方法；所述动电位极化曲线和电化学阻抗谱电化学联合测试评价方法，采用WC晶粒度＞1μm的WC
–
Co硬
质合金作为标定物；根据除亚微、超细和纳米晶硬质合金以外的WC
–
Co硬质合金常见牌号中WC的晶粒度范围，优先推荐合金中WC晶粒度在1～2μm之间；所述标定物用作动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试的工作电极，与饱和甘汞参比电极和铂片辅助电极配对使用；所述工作电极、饱和甘汞参比电极和铂片辅助电极置于一定配置浓度的待测溶液中；所述待测溶液是指磨削液或切削液溶液；所述磨削液或切削液是指能溶解于水中的水基磨削液或切削液；所述配置是指将待测磨削液或切削液溶解于去离子水中；所述配置浓度以待测磨削液或切削液在水中的体积百分比为单位，配置浓度在2.5％～10％之间；根据实际应用情况，推荐设置配置浓度为2.5％、5.0％、7.5％和10.0％；所述WC
–
Co硬质合金中Co质量分数＞10％，不含其它合金添加剂；根据WC
–
Co硬质合金中Co质量分数＞10％常见牌号中Co含量范围，优先推荐Co质量分数为12～15％；所述硬质材料磨削液或切削液筛选，通过磨削液或切削液在优化的配置浓度条件下，对标定物的防腐蚀保护能力排序获得；所述硬质材料磨削液或切削液配置浓度优化，通过磨削液或切削液在2.5％～10％配置浓度条件下，对标定物的防腐蚀保护能力排序获得；所述硬质材料包括硬质合金、金属陶瓷、涂层硬质合金和涂层金属陶瓷。
[0008]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，所述动电位极化曲线和电化学阻抗谱的电化学联合测试通过电化学工作站进行；所述晶粒度＞1μm的WC基硬质合金标定物的直径为13～14mm，高度为5～6mm，在每次测试前需依次经过表面研磨、抛光和超声清洗处理，随后放置在一个工作面面积确定的聚四氟乙烯夹具中。在工业上应用时，维持工作面面积为1cm2，可简化数据处理，增强数据比对的可靠性，当然其它工作面积的聚四氟乙烯夹具也能适用于本专利技术。
[0009]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，在电化学实验前，将硬质合金标定物在待测溶液中浸泡30min，以保证样品表面状态稳定，防止后续测量过程中样品表面生成气泡影响测量结果的可靠性和稳定性。
[0010]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，将硬质合金标定物在待测溶液中浸泡30min后进行开路电位曲线的测量，时间为30min，以获得稳定的开路电位；开路电位稳定后，进行开路电位下电化学阻抗谱测试；所述电化学阻抗谱测试测试的参数如下：频率为10
–4～105Hz、优选为10
–2～105Hz，电压振幅为5mV，采用自动灵敏度模式。
[0011]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，将硬质合金标定物在待测溶液中浸泡30min后进行动电位极化曲线测试；所述动电位极化曲线测试的参数如下：电压测试范围
–
0.8～2V，电位扫描速度0.5mV/s。
[0012]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，采用电化学工作站自带软件，选用相应的等效电路图对电化学阻抗谱进行拟合分析，获得电荷转换电阻R
ct
；采用强极化区Tafel曲线外推法从动电位极化曲线计算自腐蚀电流密度J
corr
；通过比较硬质合金标定物与不同溶液组成的测试体系中获得的自腐蚀电流密度J
corr
和电荷转换电阻R
ct
，比较各种磨削液或切削液在一定配置浓度条件下对合金的防腐蚀保护能力。
[0013]本专利技术一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，所述通过比较硬质合金标定物与不同待测溶液组成的测试体系中获得的自腐蚀电流密度J
corr
和电荷转换电阻R
ct
，至少需要进行两次重复测试和相互验证；所述重复测试和相互验证只更换硬质合金标定物，不改变其它测试条件；优先推荐采用两种晶粒度或两种成分硬质合金标定物，或
晶粒度和成分均不同的两种硬质合金标定物进行重复测试和相互验证；所述动电位极化曲线和电化学阻抗谱的电化学联合测试的温度维持在25
±
1℃的恒温条件，以保证所有实验结果具有较好的测试环境等同性和可比性。
[0014]本专利技术的机理和优点简述于下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，其特征在于：所述筛选和配置浓度优化方法是指采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱的电化学联合测试评价方法；所述动电位极化曲线和电化学阻抗谱电化学联合测试评价方法，采用WC晶粒度＞1μm的WC
–
Co硬质合金作为标定物；所述标定物用作动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试的工作电极，与饱和甘汞参比电极和铂片辅助电极配对使用；所述工作电极、饱和甘汞参比电极和铂片辅助电极置于一定配置浓度的待测溶液中；所述待测溶液是指磨削液或切削液溶液；所述磨削液或切削液是指能溶解于水中的水基磨削液或切削液；所述配置是指将待测磨削液或切削液溶解于去离子水中；所述配置浓度以待测磨削液或切削液在水中的体积百分比为单位，配置浓度在2.5％～10％之间；所述WC
–
Co硬质合金中Co质量分数＞10％，不含其它合金添加剂；所述硬质材料磨削液或切削液筛选，通过磨削液或切削液在优化的配置浓度条件下，对标定物的防腐蚀保护能力排序获得；所述硬质材料磨削液或切削液配置浓度优化，通过磨削液或切削液在2.5％～10％配置浓度条件下，对标定物的防腐蚀保护能力排序获得；所述硬质材料包括硬质合金、金属陶瓷、涂层硬质合金和涂层金属陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，其特征在于：所述动电位极化曲线和电化学阻抗谱的电化学联合测试通过电化学工作站进行；所述晶粒度＞1μm的WC基硬质合金标定物的直径为13～14mm，高度为5～6mm，在每次测试前需依次经过表面研磨、抛光和超声清洗处理，随后放置在一个工作面面积为1cm2的聚四氟乙烯夹具中。3.根据权利要求1和2中任意一项所述的一种硬质材料磨削液或切削液筛选和配置浓度优化方法，其特征在于：在电化学实验前，将硬质合金标定物在待测溶液中浸泡30min，以保证样品表面状态稳定，防止后续测量过程中样品表面生成气泡影响测量结果的可靠性和稳定性。4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张立，聂仁鑫，龙佳威，黄祥，陈述，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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