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  摘要,本文在已有新型通用+,-.磨削液,/.01$’型,的基础上,根据硬脆材料的磨削特点和+,-.磨削过程中磨削液的电解修锐生膜缓蚀作用,结合通用+,-.磨削液的研制经验,通过增添表面活性剂、稳定剂、防锈剂、油性极压剂和调整无机盐等成分的比例关系,优化出适合硬脆材料+,-.磨削最佳状态的专用+,-.磨削液。应用此磨削液磨削硬质合金表面粗糙度可达235!6比通用型磨削液磨削的硬质合金23值降低了&!6。

  在作者的一篇论文“+,-.镜面磨削技术$新磨削液的研制”中介绍了通过调整/.01$!型通用+,-.磨削液中添加剂和无机盐等成分的比例,研制出新型+,-.磨削液/.01$’型,其性能较/.01$!型有较大提高。无论是原有的/.01$!型还是新型/.01$’都只是针对一般普通材料磨削加工的通用型+,-.磨削液,难以满足难加工材料精密磨削加工中对磨削液的要求。随着被磨削材料物理、化学、机械加工等性能的不同,其磨削特点和表面成型机理都不一样,磨削加工状态不同,对磨削液的要求也就不同。针对材料的磨削特点,研制与其磨削加工状态相适应的磨削液,是精密超精密磨削加工中急待解决的关键难题之

  利用金属结合剂磨料层砂轮基体导电和可电解的特性,用在线电解的方法对砂轮磨料层表面的金属结合剂材料来去除,而磨粒本身不会被电解破坏,以此来实现对砂轮表面的修整,如图!所示。金属结合剂砂轮与电源正极相接做阳极,工具电极与电源负极相接做阴极,在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削液,利用电解过程中的阳极溶解效应,对砂轮表层的金属结合剂进行电解去除,从而逐渐露出崭新锋利的磨料,形成对砂轮的修锐作用,同时生成一层钝化膜附着于砂轮表面,抑制砂轮过度电解。当砂轮表面的磨料磨损、钝化膜被工件材料刮擦去除后,电解过程接着来进行,对砂轮表面重新进行修整,整一个完整的过程重复进行。上述过程

  针对解决硬脆材料硬度大,磨削力大的特点,磨削液一般都会采用水溶性乳化液粘度低的油类。其最大的目的是提高磨削液的润滑作用,磨削液涌入磨粒—工件及磨粒—切屑之间形成润滑膜,使得这些界面的摩擦减轻,防止磨粒切削刃摩擦磨耗,磨平变钝,和粘附切屑。使砂轮维持正常磨削,磨削力、磨削热、砂轮损耗量减小,防止工件的表面状态特别是已加工表面粗糙度恶化。这些效用能够很好地解决磨削硬脆材料时遇到的难题,所以配制硬脆材料型磨削液最需要重视的是磨削液的润滑性能。

  同时磨削硬脆材料时,所产生的粒状切屑极易残留在工件和磨轮表面上,使磨轮失去锋锐性,并使磨削区的温度上升而“烧伤”工件,所以应该增加磨削液的冲洗性能。一般乳化液在磨削接触区受到高压高温作用,或因部分水蒸发,会破乳而将油析出或发生变形,即水包油型转变为油包水型,,此时油因其润滑性较强,故能迅速在砂轮和工件表面上附着一层薄薄的油膜,从而给磨削过程提供良好的润滑作用。但当砂轮和工件分离时,此油膜立即与大量的乳化液接触,并被乳化液中的水相再次乳化而离开固体表面,这种使油膜再乳化的能力,即清除固体表面油污的能力,也就是乳化液的清洗性能。当乳化油的配比不合理,腐败变质或使用不当时,乳化液的水相不能使这种油膜再乳化,油膜就会粘附磨屑、砂轮粉末,堵塞砂轮的蜂窝,使砂轮变钝,造成磨具较快的磨损和工件表面上的质量下降。因此,在设计乳化油配方时应尽可能地选择性能好的乳化剂和恰当的剂量与其他组分合理搭配,以增强乳化液的清洗性能。其次在使用的过程中应加强管理,防止乳化液变质破乳,以维持其清洗性能。在高速磨削和强力磨削时,为了更好的提高磨削液的冲刷能力,及时冲走碎屑和磨粉,用高压冲洗法并保持磨削液的足够流量,是提高磨削液清洗能力的有效途径。我们考虑选择了乳化油。

  解活化和钝化性。一方面要有电解活化能力,能够使!#$磨削砂轮中的金属结合剂在一定电参数范围内发生合适速度的阳极溶解去除活化反应,达到修锐砂轮的目的,并且要具备在砂轮表面适时地生成和维持适当厚度非导体氧化膜的能力,达到抑制砂轮过渡电解损耗和精磨或光磨阶段充当无压力研抛层作用的目的。通过调整磨削液中无机盐的成分、比例和砂轮的金属结合剂中各金属成分含量的配比及电参数就能够合理地控制电解速度,实现超微细粒度砂轮的在线修锐。

  磨削液的主要成分是乳化油和无机盐。乳化油可提升磨削液的润滑性,以适应硬脆材料的磨削特点,但其冷却性和电解能力较弱,浓度过大时容易阻碍!#$磨削砂轮的电解修锐,发热量大,不易传出,导致磨削烧伤,无机盐能大大的提升磨削液的冷却性和电解能力及冲洗作用,但其润滑作用较差,浓度过大时容易降低磨削液的润滑性,使硬脆材料的磨削状态变坏,磨削效率和质量降低。从以上分析情况去看,采用乳化油与无机盐的合成磨削液是是合理的的。试验室配方的研制工作最重要的包含乳化油的合成和筛选,表面活性剂、稳定剂、防锈剂、极压添加剂和其他辅助添加剂的选择,具有电解生膜功能无机盐的选择,以及最佳配比的配方试验工作。

  做为!#$磨削液,拥有非常良好的防锈性很重要。对于!#$磨削来说,一方面要求磨削液具有电解功能,能够使金属结合剂砂轮中的金属结合剂发生阳极溶解的活化反应,另一方面还要求磨削液对机床设备一定要有防锈性,防止机床锈蚀,这是!#$磨削中的一重要问题。根据!#$磨削的特点,考虑环保的要求,我们采用无毒环保的硼酸盐,钼酸盐、无机防锈剂与羧基有机防锈剂配合使用,合成综合防锈剂,不仅仅具备很好的防锈功能,同时还具有一定的砂轮表面生成氧化膜和冲洗润滑的作用。

  削液有别于其它各种磨削液的最大特点。一方面砂轮的电解修锐作用要求磨削液中具有电解质,同时砂轮的电解去除又不能无限制地进行下去,否则就会造成砂轮的过分自耗。这就要求磨削液中具有钝化膜型缓蚀剂。 电解质和缓蚀剂的合理搭配是控制电解速度的关键。我们合成了具有电解去除作用又有生成钝化膜抑制电解功能的电解生膜剂,它利用电解质,阳极钝化剂与阴极抑制剂的协同效应,能在砂轮表面适时地生成致密的钝化膜,使砂轮的磨削状态达到最佳。

  小电解电流?’>

  化膜生成周期()分钟 阳极活化化曲线期 关佳亮等,硬脆材料专用!#$磨削液的研制

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