【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密加工，具体涉及一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质及制备方法。
技术介绍
1、微细喷嘴是一种具有逐级变径的微细内腔结构的零部件，其在水刀切割、水射流抛光技术、电液伺服阀、发动机喷油嘴以及能源化工反应液喷嘴等产品中应用广泛。在水刀切割中，从微细喷嘴中喷射出的高速水柱可将各种材料如金属、石材等精确切割成需要的形状和尺寸。在水射流抛光中，磨料从微细喷嘴中高速喷出，形成高速射流柱，喷射到工件表面，借助于磨料粒子与工件表面高速碰撞，从而产生冲蚀、剪切，达到材料去除和抛光的目的。在电液伺服阀工作过程中，微细喷嘴的射流性能对液压组件的精确控制有显著的影响。在发动机喷油嘴应用过程中，微细喷嘴的射流性能直接决定了缸内混合气的形成质量，是实现发动机高效清洁燃烧的关键。在作为能源化工领域的反应液喷嘴时，其射流性能对化学反应收率、反应质量及能耗有显著影响。综上所述，提高微细喷嘴的射流性能对流体动力零部件具有重要意义。
2、微细喷嘴射流性能的优劣主要取决于，当给喷嘴施加一定的液压力时，流体在喷嘴中能否保持流动稳定性，常以从喷嘴出口喷射出的流体约束圆柱长度或“静态玻璃柱”长度进行表征。喷嘴能承受的液压力越高，同时射出的流体约束圆柱长度，即“静态玻璃柱”长度越长，则微细喷嘴的射流性能越优。在实际运用中，微细喷嘴的射流性能越优，在水刀切割中切割出来的工件尺寸和形状精度越优；在水射流抛光中，抛光效果越好且抛光程度越能被精准控制；在电液伺服阀中，电液伺服阀的挡板或传感器受到的压力信号就会越稳定和精确；在发动机喷油燃烧过程中，燃油的燃烧效
3、目前微细喷嘴的制造方法主要有精密钻削加工、电火花加工、激光加工、增材制造等。这些制造方法在制备微细喷嘴时都不可避免地会带来内腔毛刺、台阶、粘结粉末、烧结颗粒及重熔层等，因此需要采用一定的表面抛光技术消除这些不利影响后才能满足喷嘴射流性能要求。微细喷嘴的传统抛光手段主要包括化学抛光、电化学抛光、磨粒流抛光、水射流抛光和手工打磨等。这些抛光技术虽然对微细喷嘴内表面粗糙度有较好的改善作用，但难以使得微细喷嘴内表面的粗糙度降低到ra＝0.1μm。相比于传统的抛光技术，专利文献cn108959714b和专利文献cn114734365a提出了一种高速水基磨粒两相流抛光技术能够起到良好的作用，实现了微细喷嘴的内流道的有效抛光，能够使得微细喷嘴内表面的粗糙度降低到ra＝0.1μm。
4、无论是传统的表面抛光技术还是磨粒流和高速水基两相流流体抛光技术，其主要聚焦于微细喷嘴的内表面的粗糙度改善，通过抛光降低表面粗糙度提高微细喷嘴的射流性能。但是粗糙度反映的是表面凹凸高度与平均线之间的平均偏差，它无法代表表面的微尺度形貌是否合理和优良，基于流体力学边界层原理，流体沿壁面运动时壁面微尺度构型显著影响流体层流到湍流的流动稳定性，即使通过高速水基两相流或磨粒流抛光微细喷嘴内腔表面粗糙度ra达到0.1μm，但其微尺度形貌如果较差，也会严重影响微细喷嘴的射流性能，使之达不到苛刻环境和更高高压驱动下的射流性能要求，因此如何改善微细喷嘴内腔的微尺度形貌是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质及制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，所述磨粒介质包括立方氮化硼磨粒，用于微细喷嘴的水基两相流或磨粒流抛光，以改善所述微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌。
3、在本专利技术的一个实施例中，所述微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌包括凸点形状、凸点间距、凸点高度，以及表面粗糙度。
4、在本专利技术的一个实施例中，所述立方氮化硼磨粒的粒径为30μm～35μm，粒径均一性为90％～98％。
5、在本专利技术的一个实施例中，所述立方氮化硼磨粒的形状为棱角形多面体，单个磨粒棱角形多面体的刃角数为12～28。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述棱角形多面体的刃角为尖状锐角，刃角角度为15°～75°。
7、本专利技术提供了一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质的制备方法，用于制备如上述任一项实施例所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，所述制备方法包括：
8、将层状结构的六方氮化硼和催化剂在1000～1200℃和3～5gpa的条件下反应，制备得到所需具有特定尖状锐角的棱角形立方氮化硼磨粒，再通过超声波逐级振动筛选，得到所需粒径的立方氮化硼磨粒，粒径的均一性为90％～98％。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述催化剂包括mg3n2、ca3n2和lih。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述催化剂的摩尔比为，mg3n2：ca3n2：lih＝(5～7.5)：(2.5～4.5)：(0.5～2)。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述层状结构的六方氮化硼与所述催化剂的摩尔比为，hbn：mg3n2：ca3n2：lih＝(3～5)：(5～7.5)：(2.5～4.5)：(0.5～2)。
12、本专利技术提供了一种针对微细喷嘴流体抛光的抛光介质，包括：如上述任一项实施例所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质和液体相，所述液体相包括水基、油基和胶体，所述流体抛光介质的黏度为50cp～5×106cp。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
14、1.本专利技术的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，针对微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌对微细喷嘴的射流性能的影响，提出了一种特殊构型和粒径的立方氮化硼磨粒用于微细喷嘴的高速水基两相流或磨粒流抛光，改善了微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌的问题，从而改善了微细喷嘴的射流性能。
15、2.本专利技术的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质的制备方法，通过层状结构的六方氮化硼和多种催化剂组合制备得到立方氮化硼磨粒，该立方氮化硼磨粒具有尖状锐角分布的棱角形结构、粒径均一性高，适用于微细喷嘴的高速水基两相流或磨粒流抛光以改善微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌的问题。
16、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
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1.一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述磨粒介质包括立方氮化硼磨粒，用于微细喷嘴的水基两相流或磨粒流抛光，以改善所述微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌。
2.根据权利要求1所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌包括凸点形状、凸点间距、凸点高度以及表面粗糙度。
3.根据权利要求1所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述立方氮化硼磨粒的粒径为30μm～35μm，粒径均一性为90％～98％。
4.根据权利要求1所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述立方氮化硼磨粒的形状为棱角形多面体，单个磨粒棱角形多面体的刃角数为12～28。
5.根据权利要求4所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述棱角形多面体的刃角为尖状锐角，刃角角度为15°～75°。
6.一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-5任一项所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的针对
8.根据权利要求7所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质的制备方法，其特征在于，所述催化剂的摩尔比为，Mg3N2：Ca3N2：LiH＝(5～7.5)：(2.5～4.5)：(0.5～2)。
9.根据权利要求7所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质的制备方法，其特征在于，所述层状结构的六方氮化硼与所述催化剂的摩尔比为，hBN：Mg3N2：Ca3N2：LiH＝(3～5)：(5～7.5)：(2.5～4.5)：(0.5～2)。
10.一种针对微细喷嘴流体抛光的抛光介质，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质和液体相，所述液体相包括水基、油基和胶体，所述流体抛光介质的黏度为50cP～5×106cP。
...【技术特征摘要】
1.一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述磨粒介质包括立方氮化硼磨粒，用于微细喷嘴的水基两相流或磨粒流抛光，以改善所述微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌。
2.根据权利要求1所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述微细喷嘴的内腔表面的微尺度形貌包括凸点形状、凸点间距、凸点高度以及表面粗糙度。
3.根据权利要求1所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述立方氮化硼磨粒的粒径为30μm～35μm，粒径均一性为90％～98％。
4.根据权利要求1所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述立方氮化硼磨粒的形状为棱角形多面体，单个磨粒棱角形多面体的刃角数为12～28。
5.根据权利要求4所述的针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质，其特征在于，所述棱角形多面体的刃角为尖状锐角，刃角角度为15°～75°。
6.一种针对微细喷嘴流体抛光的磨粒介质的制备方法，其特征在于，用于制备如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：米天健，王小康，王小红，高军帅，杨坤，
申请(专利权)人：陕西金信天钛材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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