CN106591921A

CN106591921A - 一种用于铜基钎焊砂轮的elid磨削电解液

Info

Publication number: CN106591921A
Application number: CN201611116583.XA
Authority: CN
Inventors: 伍俏平; 王煜; 郑维佳; 赵恒�
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2036-12-07
Also published as: CN106591921B

Abstract

本发明公开一种用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，该电解液主要包含氯化钠、二水钼酸钠、四硼酸钠、葡萄糖、丙三醇、碳微球、水。本发明的电解液，各组分协同配合，性能优良，能使砂轮表面生成的氧化膜有较强的粘附力、均匀性好，且具有较好的自润滑能力，尤其适用于铜锡钛基体砂轮(质量占比为：铜 75%～85%，锡10%～15%，钛5%～10%)，有效克服了ELID磨削过程中，铜基钎焊砂轮表面氧化膜致密性差、膜层粘附力低的问题，提高了ELID磨削的加工表面精度，延长了砂轮的使用寿命，且该电解液具有环境友好的特点。

Description

一种用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液

技术领域

本发明涉及精密加工领域中的ELID磨削加工，具体涉及一种用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液。

背景技术

在ELID磨削过程中，工件表面的加工精度、砂轮的损耗速率，很大程度上取决于ELID电解液成分及砂轮基体材料。铜基钎焊砂轮表面生成的氧化膜粘附力低、均匀性差、自润滑能力不强、电解液成分对环境有污染等是铜基钎焊砂轮在ELID磨削过程中存在的主要问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液。

本发明采用的技术方案是：

一种用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，包括按质量百分比计的如下组分：氯化钠0.1～0.5%、二水钼酸钠5～9%、四硼酸钠0.3～0.8%、葡萄糖0.2～0.7%、丙三醇0.1～0.5%、碳微球0.3～0.9%、余量为水；

优选为，氯化钠0.1～0.4%、二水钼酸钠5～8%、四硼酸钠0.3～0.7%、葡萄糖0.2～0.6%、丙三醇0.1～0.4%、碳微球0.3～0.8%、余量为水；

更优选为，氯化钠0.1～0.3%、二水钼酸钠5～8%、四硼酸钠0.4～0.7%、葡萄糖0.3～0.6%、丙三醇0.1～0.4%、碳微球0.4～0.8%、余量为水；

更优选为，氯化钠0.1～0.3%、二水钼酸钠5～7%、四硼酸钠0.4～0.6%、葡萄糖0.3～0.5%、丙三醇0.1～0.3%、碳微球0.4～0.7%、余量为水；

进一步优选为，氯化钠0.2～0.3%、二水钼酸钠6～7%、四硼酸钠0.5～0.6%、葡萄糖0.3～0.4%、丙三醇0.2～0.3%、碳微球0.5～0.7%、余量为水。

上述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液中，所述的碳微球尺寸为300～500纳米，经溶剂热法制备得到，碳微球表面富含羟基、羧基和羰基等官能团，这些活性基团赋予碳微球良好的物理吸附性，可有效分布于氧化膜层中提高其致密性、粘附性、改善膜层的自润滑能力。

上述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液中，所述的电解液为水基电解液；主电解质为二水钼酸钠，辅助电解质为氯化钠；其中氯离子可有效点蚀绝缘性很强的氧化钛，防止砂轮电解成膜能力差；四硼酸钠与葡萄糖作为钝化缓蚀剂，其中四硼酸钠充当碱性剂，使电解液呈弱碱性，在碱性环境中四硼酸钠与葡萄糖的混合溶液，可有效减慢铜锡钛基体的腐蚀，防止砂轮损耗过快；丙三醇充当液体润滑剂的同时也充当磨削液中的主要润滑剂；碳微球是一种良好的固体润滑剂，可有效提高砂轮的自润滑能力；各组分按适当比例组合，协同配合，充分发挥作用。

上述电解液，分别称取各组分，按上述质量比在水中混合即可得到。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明的电解液，各组分协同配合，性能优良，能使砂轮表面生成的氧化膜有较强的粘附力、均匀性好，且具有较好的自润滑能力，尤其适用于铜锡钛基体砂轮(质量占比为：铜75%～85%，锡10%～15%，钛5%～10%)，可提高ELID磨削的加工表面精度，延长砂轮的使用寿命。

2、膜层致密性高：粒径为几百纳米的碳微球均匀分布于氧化膜层中，有效改善了膜层的结构、提高了致密性，使得加工更平稳。

3、膜层粘附性强：砂轮基体作为阳极，对包裹在膜层中的带负电的碳微球有电场力的吸附作用，使得膜层不易脱落。

4、本发明的磨削电解液不含对环境污染的成分，不会对环境造成污染。

5、碳微球是一种固体润滑剂，可有效提高氧化膜层的自润滑能力。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。

本发明的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，各实施例的具体组成如表1所示。

表1 各实施例的电解液组成单位：wt%

实施例编号	氯化钠	二水钼酸钠	四硼酸钠	葡萄糖	丙三醇	碳微球	水
								实施例1	0.1	5	0.4	0.4	0.2	0.6	余量
实施例2	0.2	6	0.5	0.5	0.1	0.4	余量
								实施例3	0.3	7	0.5	0.3	0.3	0.5	余量
实施例4	0.2	6	0.6	0.4	0.2	0.7	余量
								实施例5	0.1	7	0.6	0.5	0.3	0.6	余量
实施例6	0.4	8	0.7	0.2	0.4	0.8	余量
								实施例7	0.5	9	0.3	0.7	0.4	0.9	余量
实施例8	0.3	6	0.8	0.6	0.5	0.3	余量

采用本发明的电解液进行ELID磨削时，砂轮表面会生成一层氧化膜，这层氧化膜中含有绝缘性很强的钛的氧化物，这些氧化物使得电路中电阻增大电流减小，导致电解能力减弱，生成的膜层过薄，氯离子的加入可有效点蚀钛的氧化物，确保电解继续进行；在电解液中加入碳微球，可使生成的氧化膜更致密、均匀性更好，且该层膜与砂轮基体的粘附力较强，不容易脱落。当电解液中加入碳微球后，由于碳微球的平均粒径大约为几百纳米，且其表面富含羟基、羧基、羰基等活性亲水基团，这些基团能够捕获电子使得碳微球带负电，又由于亲水性，使得其在水基溶液中分散性良好；能均匀的分布于膜层中，改变膜层结构，提高膜层的致密性与均匀性，增加加工精度。由于碳微粒带有负电，作为阳极的基体对碳微球有吸附作用，因为碳微球包裹于氧化膜中，砂轮对碳微球的吸附力转化为对氧化膜层的粘附力，提高了氧化膜层的粘附性，有效克服了膜层易脱落的问题。四硼酸钠的加入使电解液呈弱碱性，而在碱性环境下，葡萄糖可有效降低铜基的腐蚀，延长砂轮使用寿命。由于碳微球是一种固体润滑剂，在ELID磨削过程中可有效改善砂轮的自润滑性能。

总而言之，本发明的电解液各组分协同配合，性能优良，用于铜基钎焊砂轮磨削，能使其表面生成的氧化膜有较强的粘附力、均匀性好，且具有较好的自润滑能力。

Claims

1.一种用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：氯化钠0.1～0.5%、二水钼酸钠5～9%、四硼酸钠0.3～0.8%、葡萄糖0.2～0.7%、丙三醇0.1～0.5%、碳微球0.3～0.9%、余量为水。

2.根据权利要求1所述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：氯化钠0.1～0.4%、二水钼酸钠5～8%、四硼酸钠0.3～0.7%、葡萄糖0.2～0.6%、丙三醇0.1～0.4%、碳微球0.3～0.8%、余量为水。

3.根据权利要求1所述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：氯化钠0.1～0.3%、二水钼酸钠5～8%、四硼酸钠0.4～0.7%、葡萄糖0.3～0.6%、丙三醇0.1～0.4%、碳微球0.4～0.8%、余量为水。

4.根据权利要求1所述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：氯化钠0.1～0.3%、二水钼酸钠5～7%、四硼酸钠0.4～0.6%、葡萄糖0.3～0.5%、丙三醇0.1～0.3%、碳微球0.4～0.7%、余量为水。

5.根据权利要求1所述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：氯化钠0.2～0.3%、二水钼酸钠6～7%、四硼酸钠0.5～0.6%、葡萄糖0.3～0.4%、丙三醇0.2～0.3%、碳微球0.5～0.7%、余量为水。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于铜基钎焊砂轮的ELID磨削电解液，其特征在于，所述的碳微球尺寸为 300～500 纳米，所述的碳微球经溶剂热法制备得到。