[发明专利]一种用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷专用磨削液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷专用磨削液，包含：4.8％～6.2％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.5％～2.9％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.2％～2.5％的二硫化钨、4.2％～4.4％的环五聚二甲基硅氧烷、3.5％～3.7％的极压抗磨剂、2.3％～3％的缓蚀剂、2.5％～3.5％的摩擦改进剂和剩余含量的去离子水。本发明提供的一种用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷专用磨削液，其具有优异的润滑、降温和清洗的效果，且使用周期长，能大幅降低碳化硅陶瓷加工过程磨削温度、法向磨削力及切向磨削力，减少砂轮磨损，有效提高碳化硅工程陶瓷磨削加工表面质量和精度等问题。

技术领域

本发明属于陶瓷的磨削加工领域，具体涉及一种用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷专用磨削液及其制备方法。

背景技术

随着科学技术，特别是能源、空间技术的发展，工程陶瓷以其高强度、低膨胀率、耐磨损及化学稳定性等优越的性能受到广泛关注并被应用于高技术工程领域中。工程陶瓷材料是由粉末状原料制造成型后在高温下烧结而成，不可避免的毛坯烧结收缩量和特殊形状的要求，使得工程陶瓷零件需要经过机械加工才能满足尺寸、形状的公差要求和表面粗糙度要求。

碳化硅陶瓷材料的制造成本较低、加工时间短，并且能够进行大质量的轻量化处理，非常适合制造大尺寸并且结构复杂的空间光学镜片。烧结碳化硅在烧结成形过程中的体积收缩率近乎等于零，得到的碳化硅胚体只需要对表面进行微量的尺寸加工就可以得到工件要求的表面质量和尺寸精度。这些加工特点有利促进着碳化硅在光学镜片、飞行体零部件领域的发展，并成为了主要材料。

碳化硅材料由于本身的硬度很高，现今主要的加工方法为金刚石砂轮的磨削加工，但是由于材料本身的硬脆性能，在加工时，工件容易产生裂纹以及亚表面损伤层，并且加快金刚石砂轮的磨损速度，导致碳化硅材料的加工费用达到了碳化硅元件整体价格的50％～90％。因此，工件表面以及亚表面损伤层深度以及分布的不规则性和砂轮快速的磨损等原因都限制了碳化硅陶瓷元件更广泛的应用。其中，砂轮磨损对工件的表面质量具有很大影响。一方面金刚石砂轮的磨损形式和磨损量随时间的变化规律制约加工工件表面的表面及亚表面损伤以及加工后得到的工件表面精度。另一方面磨粒的锐利程度作为砂轮的主要参数之一，直接决定着工件的磨削效果好坏。

由此可见，提供一种新的磨削液，以期降低工件表面以及亚表面损伤层深度，改善磨削条件，以缓解砂轮的磨损及保持磨粒的锐利是碳化硅陶瓷磨削加工过程中亟待解决的问题。

本发明磨削液的产生有助于解决碳化硅陶瓷磨削加工难的问题，其相关专利及参考文献目前并未查阅到。

发明内容

本发明的提出是为了克服现有的普通磨削液应用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷加工后出现的一系列问题，包括：金刚石砂轮的磨削温度过高，金刚石磨粒易石墨化，造成金刚石砂轮的磨损速度过快；工件表面以及亚表面损伤层深度过深，不能满足实际应用要求等。本发明具有优异的润滑性，良好的冷却性能和抗极压性，应用该磨削液能大幅降低金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷加工过程磨削温度、法向磨削力及切向磨削力，减少砂轮磨损，有效提高工程陶瓷磨削加工表面质量和精度，满足实际生产要求。

一种用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷专用磨削液，其特征在于：各组分质量百分含量为4.8％～6.2％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.5％～2.9％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.2％～2.5％的二硫化钨、4.2％～4.4％的环五聚二甲基硅氧烷、3.5％～3.7％的极压抗磨剂、2.3％～3％的缓蚀剂、2.5％～3.5％的摩擦改进剂和剩余含量的去离子水。

进一步，所述的用于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷专用磨削液，其特征在于各组分质量百分含量为：5.5％的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、2.8％的烷基合成醇烷氧基化合物、2.3％的二硫化钨、4.3％的环五聚二甲基硅氧烷、3.6％的极压抗磨剂、2.8％的缓蚀剂、3.1％的摩擦改进剂和75.6％的去离子水。