CN112917398A - 一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料 - Google Patents

一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料 Download PDF

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Abstract

一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料，它适用于镍基高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料表面光整加工，其特征是所述的粘弹性流体软磨料以质量含量20‑25%的甲基乙烯基硅橡胶为载体介质，在载体介质中添加质量含量5‑10%的烷基硅油、10‑15%的白油、2‑5%的二甲基硅油、2‑7%的石蜡、1‑3%的硬脂酸钠以及35‑60%的研磨颗粒。本发明的磨料粘弹性好、流动性好、磨粒与载体介质的融合性好、磨粒不与工件粘连、耐高温性能好、光整加工质量好。

Description

一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软 磨料
技术领域
本发明涉及难加工材料表面光整加工领域，尤其是一种用于镍基高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料表面加工磨料技术，具体地说是一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料。
背景技术
磨粒流加工是应用粘弹性磨料加工工件的一种特种光整加工方法（流体磨料的切削刃对加工表面产生微细切削光整加工），能够很好地抛光各种金属材料和硬质非金属材料零件的不规则成形面、异形曲面、窄缝、微孔、交叉孔道等，在一道工序中即可使原表面粗糙度降低1～2级，能够将倒圆角、去毛刺和抛光同时完成，效果明显、操作简单、效率高。
目前用于磨粒流光整加工的粘弹性磨料存在磨粒与载体介质的融合性不佳、磨粒易与工件粘连、耐高温性能差，致使光整加工质量难以满足技术指标要求的现象，特别是对于难加工材料表面的光整加工，问题尤为突出。
发明内容
本发明的目的是针对现有的用于磨粒流光整加工的粘弹性磨料存在磨粒与载体介质的融合性不佳、磨粒易与工件粘连、耐高温性能差，致使光整加工质量难以满足技术指标，特别是对于难加工材料表面的光整加工效果更差的问题，发明一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料。
本发明的技术方案是：
一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料，尤其是针对镍基高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料的表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料，以质量含量20-25%的甲基乙烯基硅橡胶为载体介质，在载体介质添加质量含量5-10%的烷基硅油、10-15%的白油、2-5%的二甲基硅油、2-7%的石蜡、1-3%的硬脂酸钠以及35-60%的研磨颗粒，各组份之和为100%。
进一步的说，该磨料含有的烷基硅油为长链烷基硅油，不仅可以增加磨粒的耐磨耗性，并可使磨料在-20℃至100℃范围内长期使用；
进一步的说，该磨料含有二甲基硅油和石蜡两种润滑剂，可确保光整加工后工件不与磨粒粘连，易于清理。
进一步的说，所述的研磨颗粒为金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、氧化铝（Al2O3）、碳化硼（B4C）中的任意一种磨粒。
进一步的说，所述的研磨颗粒，其特征在于：磨粒在与载体介质混合前，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，可使光整加工中磨粒与载体介质的融合性好，无脱落现象。
任意一种磨粒的粒径不是单一粒径，根据光整加工精度的要求，20-30目的大颗粒、50-60目的中颗粒和300-500目的小颗粒按2:1:1的占比混合均匀后配置成粘弹性流体软磨料。
本发明的有益效果是：
（1）本发明为镍基高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料表面的光整加工提供了一种专用的粘弹性流体软磨料，有效解决了航空航天复杂结构件内腔、内流道的光整加工难题。
（2）本发明的磨料粘弹性好、流动性好，在复杂多迂回内流道的光整加工中，不会出现磨料阻滞流道致使加工难以进行的现象。
（3）本发明的磨料，其中磨粒与载体介质的融合性好，加工过程中磨粒不脱落，加工后磨粒与工件不粘连，工件易于清理。
（4）本发明的磨料耐温范围宽，高低温工况下均无粘度明显变化现象，在-20℃至100℃范围内能长期有效使用。
附图说明
图1是本发明磨料与市售普通磨料的实物对比图。
图 2是使用本发明磨料进行钛合金工件光整加工前后效果对比图。
具体实施方式
为方便对本发明作进一步理解，现结合实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例一.
如图1-2所示。
首先，选取市购平均粒径为 30目的SiC磨粒20kg、平均粒径为60目的SiC磨粒10kg和平均粒径为500目的SiC磨粒10kg。接着，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，混合均匀后加入25kg的载体介质甲基乙烯基硅橡胶中。然后，在载体介质中添加10kg的烷基硅油（可有效增加磨料的耐磨耗和耐温性能）、15kg的白油（软化剂，用于调节磨料的粘弹性和硬度）、5kg的二甲基硅油（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、2kg的石蜡（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、3kg的硬脂酸钠（热稳定剂，增加磨料的热稳定性）。最后，经充分搅拌混合均匀后即可配置成100kg的粘弹性流体软磨料粘弹性流体软磨料,如图1(a)所示。将配置好的磨料置入磨粒流光整加工机床中，对电火花加工后的钛合金工件表面进行光整加工1小时，加工完成后，经检测磨粒无脱落现象，工件表面无磨粒粘附现象，表面再铸层完全去除，达到技术指标要求，如图2所示。
图1为此实例制备的用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料与市售普通磨料的实物对比图。图2为采用此实例制备的粘弹性流体软磨料光整加工钛合金前后的效果对比图。
实施例二。
首先，选取市购平均粒径为 20目的金刚石磨粒30kg、平均粒径为50目的金刚石磨粒15kg和平均粒径为300目的金刚石磨粒15kg。接着，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，混合均匀后加入20kg的载体介质甲基乙烯基硅橡胶中。然后，在载体介质中添加5kg的烷基硅油（可有效增加磨料的耐磨耗和耐温性能）、10kg的白油（软化剂，用于调节磨料的粘弹性和硬度）、2kg的二甲基硅油（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、2kg的石蜡（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、1kg的硬脂酸钠（热稳定剂，增加磨料的热稳定性）。最后，经充分搅拌混合均匀后即可配置成100kg的粘弹性流体软磨料粘弹性流体软磨料,与图1(a)类似。将配置好的磨料置入磨粒流光整加工机床中，对电火花加工后的钛合金工件表面进行光整加工1小时，加工完成后，经检测磨粒无脱落现象，工件表面无磨粒粘附现象，表面再铸层完全去除，达到技术指标要求，与图2类似。
实施例三。
首先，选取市购平均粒径为 25目的立方氮化硼(CBN)22kg、平均粒径为55目的立方氮化硼(CBN)11.5kg和平均粒径为400目的立方氮化硼(CBN)11.5kg。接着，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，混合均匀后加入22kg的载体介质甲基乙烯基硅橡胶中。然后，在载体介质中添加8kg的烷基硅油（可有效增加磨料的耐磨耗和耐温性能）、13kg的白油（软化剂，用于调节磨料的粘弹性和硬度）、3kg的二甲基硅油（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、7kg的石蜡（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、2kg的硬脂酸钠（热稳定剂，增加磨料的热稳定性）。最后，经充分搅拌混合均匀后即可配置成100kg的粘弹性流体软磨料粘弹性流体软磨料,与图1(a)类似。将配置好的磨料置入磨粒流光整加工机床中，对电火花加工后的钛合金工件表面进行光整加工1小时，加工完成后，经检测磨粒无脱落现象，工件表面无磨粒粘附现象，表面再铸层完全去除，达到技术指标要求，与图2类似。
实施例四。
首先，选取市购平均粒径为 30目的氧化铝（Al2O3）磨粒17.5kg、平均粒径为50目的氧化铝（Al2O3）磨粒8.75kg和平均粒径为450目的氧化铝（Al2O3）磨粒7.75kg。接着，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，混合均匀后加入25kg的载体介质甲基乙烯基硅橡胶中。然后，在载体介质中添加10kg的烷基硅油（可有效增加磨料的耐磨耗和耐温性能）、15kg的白油（软化剂，用于调节磨料的粘弹性和硬度）、5kg的二甲基硅油（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、7kg的石蜡（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、3kg的硬脂酸钠（热稳定剂，增加磨料的热稳定性）。最后，经充分搅拌混合均匀后即可配置成100kg的粘弹性流体软磨料粘弹性流体软磨料,与图1(a)类似。将配置好的磨料置入磨粒流光整加工机床中，对电火花加工后的钛合金工件表面进行光整加工1小时，加工完成后，经检测磨粒无脱落现象，工件表面无磨粒粘附现象，表面再铸层完全去除，达到技术指标要求，与图2类似。
实施例五。
首先，选取市购平均粒径为25目的碳化硼（B4C）磨粒30kg、平均粒径为55目的碳化硼（B4C）磨粒15kg和平均粒径为450目的碳化硼（B4C）磨粒15kg。接着，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，混合均匀后加入20kg的载体介质甲基乙烯基硅橡胶中。然后，在载体介质中添加5kg的烷基硅油（可有效增加磨料的耐磨耗和耐温性能）、10kg的白油（软化剂，用于调节磨料的粘弹性和硬度）、2kg的二甲基硅油（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、2kg的石蜡（润滑剂，增加磨料的润滑性能）、1kg的硬脂酸钠（热稳定剂，增加磨料的热稳定性）。最后，经充分搅拌混合均匀后即可配置成100kg的粘弹性流体软磨料粘弹性流体软磨料,与图1(a)类似。将配置好的磨料置入磨粒流光整加工机床中，对电火花加工后的钛合金工件表面进行光整加工1小时，加工完成后，经检测磨粒无脱落现象，工件表面无磨粒粘附现象，表面再铸层完全去除，达到技术指标要求，与图2类似。
本发明未涉及部分与现技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种用于难加工材料表面磨粒流光整加工的粘弹性流体软磨料，其特征在于：以质量含量20-25%的甲基乙烯基硅橡胶为载体介质，在载体介质中添加质量含量5-10%的烷基硅油、10-15%的白油、2-5%的二甲基硅油、2-7%的石蜡、1-3%的硬脂酸钠以及35-60%的研磨颗粒，各组份之和为100%。
2.根据权利要求1所述的粘弹性流体软磨料，其特征在于：所述的烷基硅油为长链烷基硅油，不仅能增加磨粒的耐磨耗性，并能使磨料在-20℃至100℃范围内长期使用。
3.根据权利要求1所述的粘弹性流体软磨料，其特征在于：所述的二甲基硅油和石蜡为润滑剂，能确保光整加工后工件不与磨粒粘连，易于清理。
4.根据权利要求1所述的粘弹性流体软磨料，其特征在于：所述的研磨颗粒为金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、氧化铝（Al2O3）、碳化硼（B4C）中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的粘弹性流体软磨料，其特征在于：所述的研磨颗粒在与载体介质混合前，均采用长碳链的C8-C14改性硅烷对其表面做亲油处理，以使光整加工中磨粒与载体介质的融合性好，无脱落现象。
6.根据权利要求4所述的粘弹性流体软磨料，其特征在于：所述的研磨颗粒中的任意一种磨粒的粒径不是单一粒径，而是由20-30目的大颗粒、50-60目的中颗粒以及300-500目的小颗粒按2:1:1的占比混合均匀后配置成粘弹性流体软磨料。
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