抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液及钝化抛光方法技术

本发明专利技术属于超精密电解抛光领域，具体涉及一种抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液及钝化抛光方法，钝化抛光液由包括以下质量份数的原料制得：磨粒4

【技术实现步骤摘要】
抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液及钝化抛光方法


[0001]本专利技术属于超精密电解抛光领域，具体涉及一种抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液及钝化抛光方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]根据有关数据统计，2019年刀具市场消费规模约为400亿元，目前刀具生产企业对优异的钝化技术需求越来越迫切。原因是刀具刃口经砂轮刃磨后，存在不同程度的微观缺陷，在切削过程中极易扩展，加速刀具磨损，破坏工件表面质量。同时，尖峰形状刃口易产生应力集中，机械载荷稳定性较低。刀具钝化是对刀具尤其是锋利的刃口进行去毛刺、平整处理，将刀具刃口制备成钝圆或成一定倒角形状的加工方法，从而提高刀具质量和延长使用寿命，其名称目前尚不统一，又称“刃口钝化”“刃口强化”“刃口珩磨”“刃口准备”或“ER(EdgeRadiusing)处理”等。传统刀具刃口钝化方法主要有：磨粒毛刷抛光法、振动磨料法、拖拽法、磨料喷砂法、磁性磨粒法等。以上钝化方法皆采用离散的大磨粒对刃口进行冲击的方法，虽然在一定程度上能提高刀具使用寿命，但仍存在钝化效率低、刃口钝化不均匀和表面质量较差等问题。
[0004]目前中国市场上硬质合金刀具占刀具总比例高达53％，年消费金额高达200亿元且随着硬质合金材料的制备技术不断成熟，硬质合金刀具逐渐替代传统高速钢，近年来市场占有率稳步提升。硬质合金是由难熔金属的硬质化合物(碳化钨)和粘结金属(钴)通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。因此硬质合金被誉为“工业牙齿”。优异的机械性能给硬质合金的加工也带来的巨大的挑战，尤其是研磨抛光等精加工工序时为了保证加工表面质量和加工精度，加工效率极低。
[0005]为了提高硬质合金刀具力流变钝化抛光的效率，提高加工经济性，引入电解的手段，将硬质合金材料进行电解氧化处理，将高强高硬的碳化钨转化为强度低且与基体结合力低的氧化层，再通过机械去除作用去除氧化层。
[0006]但是硬质合金是由硬质化合物(碳化钨)和粘结金属(钴)粉末冶金制备而成的。相比于硬质化合物(碳化钨)，粘结金属钴具有更高的电解活性，在电解过程中更容易氧化造成钴流失。作为粘接剂的钴一旦发生流失，就像混凝土失去了水泥只剩一堆松散的砂石，硬质合金的机械性能大幅下降，直接导致硬质合金刀具报废。
[0007]现有专利技术专利：“一种硬质合金刀具钝化装置及工作方法”，授权公布号CN 111906699B，公开了设有喷枪，喷枪与磨料回流机构及气源，避免了磨料和水资源的浪费的硬质合金钝化装置。这种方法本质上还是利用离散大磨粒对刀具刃口冲击实现钝化加工。没有从本质上解决硬质合金钝化加工效率低、加工一致性和加工质量差的问题。
[0008]现有专利技术专利：“硬质合金刀具刃口的电化学
‑
机械复合钝化方法”申请公布号
CN102672290A，公布了一种先对硬质合金刀具刃口进行处理，再对经电解处理的硬质合金刀具刃口进行钝化轮机械钝化的方法。这种方法加工工序复杂，需要先电解再钝化，同时该专利也没有公布电解氧化对硬质合金钴流失的处理方案。
[0009]现有学位论文：“毛刷辅助力流变抛光复杂刃形硬质合金刀片实验研究”“基于硬质合金材料特性的力流变抛光液研究”，研究了用含有多羟基聚合物和磨粒的力流变钝化抛光液加工硬质合金刀片，得到了较为理想的刃口表面质量和刃口钝化效果。这种方法虽然解决了硬质合金刀具表面质量差的问题，但其的钝化加工效率仍未得到提升。
[0010]现有专利技术专利：“基于非牛顿流体剪切增稠与电解复合效应的超精密加工方法”，授权公布号CN104308670B，公开了结合非牛顿流的剪切增稠作用与电解的氧化作用进行抛光，该方法可实现对工件表面凸点的选择性去除。虽然电解作用可以在一定程度上提高加工效率,但若用这种方法加工硬质合金会造成粘结相钴的大量流失,失去了粘结剂的硬质合金便犹如“骨质疏松”,使刀具的机械性能大幅降低。
[0011]因此，亟需开发一种钝化抛光效率高、刃口加工质量好、刃口一致性高且能抑制钴流失的电解力流变钝化抛光液及钝化抛光方法。

技术实现思路

[0012]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液及钝化抛光方法技术方案。
[0013]一种抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，该电解力流变钝化抛光液是在由多羟基聚合物和去离子水构成的力流变流体中添加磨粒、钴流失抑制剂、电解质、表面活性剂配置而成。利用电解电源的氧化作用下在硬质合金刀具表面形成氧化层，同时刀具与电解力流变钝化抛光液发生相对运动，钝化抛光液中的力流变流体粘度增加，带动磨粒对电解形成的氧化层进行高效去除。电解力流变钝化抛光液是连续的流体，能够均匀地贴合刀具刃口，从而实现硬质合金刀具的高一致性钝化抛光。
[0014]其中，所述抑制钴流失的电解力流变钝化抛光液由包括以下质量份数的原料制得：
[0015]磨粒4
‑
12份；
[0016]钴流失抑制剂6
‑
10份；
[0017]电解质1
‑
2份；
[0018]表面活性剂0.5
‑
1份；
[0019]多羟基聚合物50
‑
60份；
[0020]去离子水42
‑
50份。
[0021]进一步地，所述抑制钴流失的电解力流变钝化抛光液由包括以下质量份数的原料制得：
[0022]磨粒8
‑
12份；
[0023]钴流失抑制剂8
‑
10份；
[0024]电解质1.5
‑
2份；
[0025]表面活性剂0.75
‑
1份；
[0026]多羟基聚合物55
‑
60份；
[0027]去离子水46
‑
50份。
[0028]进一步地，钴流失抑制剂的作用是避免硬质合金中的钴比碳化钨先行电解氧化或者发生化学反应而造成钴的快速流失。提高钴在力流变钝化抛光液中的电解电位，再通过选择合适的电解电压，在电解时对硬质合金中难去除的碳化钨和钴进行同步电解氧化去除而不优先电解氧化钴，钝化抛光后硬质合金中钴的流失被抑制能够保证刀具机械强度不会降低。
[0029]其中，所述钴流失抑制剂由包括以下质量份数的原料制得：
[0030]纳米磁粉30
‑
50份；
[0031]苯骈三氮唑10
‑
20份；
[0032]钴化合物10
‑
20份；
[0033]pH调节剂5
‑
15份。
[0034]进一步地，所述钴流失抑制剂由包括以下质量份数的原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制得：磨粒4
‑
12份；钴流失抑制剂6
‑
10份；电解质1
‑
2份；表面活性剂0.5
‑
1份；多羟基聚合物50
‑
60份；去离子水42
‑
50份；其中，所述钴流失抑制剂由包括以下质量份数的原料制得：纳米磁粉30
‑
50份；苯骈三氮唑10
‑
20份；钴化合物10
‑
20份；pH调节剂5
‑
15份。2.根据权利要求1所述的抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制得：磨粒8
‑
12份；钴流失抑制剂8
‑
10份；电解质1.5
‑
2份；表面活性剂0.75
‑
1份；多羟基聚合物55
‑
60份；去离子水46
‑
50份。3.根据权利要求1所述的抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，其特征在于，所述钴流失抑制剂由包括以下质量份数的原料制得：纳米磁粉40
‑
50份；苯骈三氮唑15
‑
20份；钴化合物15
‑
20份；pH调节剂10
‑
15份。4.根据权利要求1所述的抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，其特征在于，所述钴化合物包括CoCl2、Co(ClO4)2、CoSO4、Co(NO3)2中的一种或一种以上组合。5.根据权利要求1所述的抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，其特征在于，所述pH调节剂调包括NaOH、KOH、H2SO4、HPO4、HNO3中的一种或一种以上组合。6.根据权利要求1所述的抑制钴流失的高效电解力流变钝化抛光液，其特征在于，所述电解质成分为M
x
N
y
，其中阳离子M包括Fe
3+
、Ag
+
、Hg
2+
、Cu
2+
、Pb<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕冰海，戴燕飞，王佳焕，邵蓝樱，周雨，汤泽威，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：