【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于一種機(jī)械加工的方法，具體是涉及一種面向難加工材料的c60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法。
技術(shù)介紹
1、在加工難加工材料時(shí)，為了減小切削力、降低切削溫度，通常需要用到大量的切削液,從而增加加工的成本，并對(duì)環(huán)境以及人體的身體健康造成巨大的威脅。
2、微量潤(rùn)滑技術(shù)（mql）是一種將壓縮空氣和可降解的微量環(huán)保型切削液混合霧化形成微米級(jí)液滴，高速?lài)娤蚯邢骷庸^(qū)的綠色加工技術(shù)，其切削液用量是傳統(tǒng)澆注式潤(rùn)滑的萬(wàn)分之一左右，極大降低加工成本和對(duì)環(huán)境以及身體健康的危害。但是采用mql進(jìn)行難加工材料切削時(shí)，切削液液滴難以在摩擦面形成有效潤(rùn)滑膜，導(dǎo)致冷卻潤(rùn)滑效果和傳統(tǒng)澆注潤(rùn)滑的相差很大。
3、球狀富勒烯c60分子是異常堅(jiān)固和十分穩(wěn)定的分子，是目前發(fā)現(xiàn)的三維空間中存在的最對(duì)稱(chēng)和最圓的分子（球直徑7納米左右），具有很高的抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它可承受7gpa的摩擦表面壓強(qiáng)，且耐高溫、熱穩(wěn)定性強(qiáng)，因此具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能。
4、在mql切削液中添加一定比例的富勒烯c60納米碳球形成c60納米流體，相較于原切削液，其黏度有所提高，改善原切削液的潤(rùn)滑性能。將制備的c60納米流體用于難加工材料的微量潤(rùn)滑車(chē)削，壓縮空氣的作用有效提高富勒烯c60納米碳球?qū)η邢髯冃螀^(qū)的滲透性，滲透進(jìn)切削變形區(qū)的富勒烯c60納米碳球在接觸面間發(fā)揮“微軸承”效應(yīng)，降低刀具與切屑、刀具與工件之間的摩擦系數(shù)，從而解決mql加工難加工材料時(shí)冷卻潤(rùn)滑效果不佳的問(wèn)題，并且具備mql的優(yōu)點(diǎn)，大大減小切削液用量且節(jié)能環(huán)保。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種面向難加工材料的c60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法，使車(chē)削各種難加工材料在保證冷卻以及潤(rùn)滑效果、延長(zhǎng)刀具的壽命的同時(shí)，還能降低潤(rùn)滑成本、減小環(huán)境污染、保障加工人員人體健康。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供以下技術(shù)方案。
3、一種面向難加工材料的c60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法，包括以下步驟：
4、1）c60納米流體的制備：根據(jù)加工材料，選擇合適的切削液，再選擇合適的分散劑，將選擇好的微量潤(rùn)滑液、分散劑和富勒烯c60納米碳球按一定的比例混合后，通過(guò)機(jī)械攪拌和超聲分散制備得到c60納米流體；
5、2）c60納米流體的微量潤(rùn)滑車(chē)削：將步驟1）制備好的c60納米流體和壓縮空氣分別通入各自的管道，兩管道連接同一個(gè)噴嘴，在噴嘴處c60納米流體與壓縮空氣混合霧化并噴出噴嘴，噴向切削加工區(qū)。
6、在步驟1）中，所述c60納米流體的切削液、分散劑和富勒烯c60納米碳球的濃度配比可根據(jù)實(shí)際加工的材料、選用的刀具等情況進(jìn)行車(chē)削試驗(yàn)優(yōu)選得到。
7、所述切削液為用于微量潤(rùn)滑的對(duì)人和環(huán)境無(wú)害的切削液。其中，切削液可采用ccf-40f?微量潤(rùn)滑油，分散劑可采用十二烷基苯磺酸鈉；富勒烯c60納米碳球可采用市售富勒烯c60。
8、進(jìn)一步的，富勒烯c60納米碳球選用市售高質(zhì)量富勒烯c60納米碳球，確保其純度高于99%，粒徑分布均勻，平均粒徑在10-50納米之間；
9、微量潤(rùn)滑油選用基于植物成分的ccf-40f微量潤(rùn)滑油作為基液，該切削液具有良好的生物降解性和環(huán)境友好性，同時(shí)具有良好的潤(rùn)滑性能和冷卻性能；
10、分散劑選用高效微量耦合劑作為分散劑，以確保富勒烯c60納米碳球在切削液中均勻分散，避免團(tuán)聚和沉淀。
11、所述富勒烯c60納米碳球、微量潤(rùn)滑油和分散劑的濃度配比通過(guò)車(chē)削試驗(yàn)優(yōu)選得到，根據(jù)實(shí)際加工的材料、選用的刀具以及切削參數(shù)等因素進(jìn)行調(diào)整。
12、在步驟1）中，所述機(jī)械攪拌，攪拌速度控制在500～1000?r/min，攪拌時(shí)間不少于30min；
13、在步驟1）中，所述超聲分散，超聲功率控制在100～200瓦，分散時(shí)間不少于60min。
14、在步驟2）中，所述噴嘴均有兩個(gè)管道與之連接，其中一個(gè)管道與裝有c60納米流體的油箱相通，另一個(gè)管道與壓縮空氣氣缸相通。
15、一種面向難加工材料的c60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法，使用所述富勒烯c60納米流體作為微量潤(rùn)滑切削液，在切削加工過(guò)程中，將c60納米流體和壓縮空氣通過(guò)噴嘴同時(shí)噴出，c60納米流體在壓縮空氣的作用下被霧化形成微米級(jí)液滴，并在壓縮空氣的帶動(dòng)下高速?lài)娤蚯邢骷庸^(qū)，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑。
16、所述切削加工材料為難加工材料，如鎳基合金，所述刀具為硬質(zhì)合金刀具，切削參數(shù)包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度，根據(jù)具體加工需求進(jìn)行調(diào)整。
17、所述c60納米流體在切削加工過(guò)程中能夠有效降低切削力和切削熱，延長(zhǎng)刀具壽命，提高加工質(zhì)量和效率，同時(shí)具有良好的環(huán)保性能和人體安全性。
18、本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)目前微量潤(rùn)滑技術(shù)加工難加工材料時(shí)所存在的問(wèn)題，提供了一種納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法。該方法將富勒烯c60納米碳球作為添加劑加入到微量潤(rùn)滑切削液當(dāng)中形成c60納米流體，所形成的c60納米流體的黏度相較于原切削液有所提高，因此c60納米流體具有更好的切削潤(rùn)滑性，利用壓縮空氣霧化c60納米流體，并在壓縮空氣帶動(dòng)下c60納米流體液滴高速?lài)娤蚯邢骷庸^(qū)，提高了富勒烯c60納米碳球?qū)η邢骷庸^(qū)的滲透性，在刀具與工件、刀具與切屑的接觸面間利用富勒烯c60納米碳球滾動(dòng)“微軸承”效應(yīng)，“以滾代滑”地改變?cè)心Σ磷饔眯问?以球滾動(dòng)摩擦替換滑動(dòng)摩擦)，有效降低切削力和切削熱；采用的切削液無(wú)害環(huán)保，符合綠色加工標(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)壓縮空氣霧化納米流體并噴入切削加工區(qū)，改善冷卻潤(rùn)滑的同時(shí)也減少了切削液用量，降低難加工材料的加工成本。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：
20、1.本專(zhuān)利技術(shù)的富勒烯c60納米碳球相較于其他納米材料，本專(zhuān)利技術(shù)提出的富勒烯c60納米碳球能夠更有效提高mql切削液的黏度。mql切削液的黏度較低(動(dòng)力黏度20mpa·s左右)，使其在切削加工區(qū)域形成潤(rùn)滑膜較薄，從而導(dǎo)致刀具與工件、刀具與切屑的直接接觸，加劇刀具的磨損、影響已加工表面質(zhì)量，按照特定比例將mql切削液與富勒烯c60納米碳球混合形成的c60納米流體具有較高的黏度，能夠在切削加工區(qū)域形成較厚的潤(rùn)滑膜，有助于避免刀具與工件、刀具與切屑直接接觸，減少磨損。
21、2.本專(zhuān)利技術(shù)的富勒烯c60納米碳球相對(duì)于其他納米材料，本專(zhuān)利技術(shù)提出的富勒烯c60納米碳球是由60個(gè)碳原子組成的具有美學(xué)對(duì)稱(chēng)性的足球狀分子，且具有更好的熱穩(wěn)定性和抗壓強(qiáng)度，在刀具與工件、刀具與切屑的推動(dòng)、擠壓作用下，發(fā)揮富勒烯c60納米碳球滾動(dòng)“微軸承”效應(yīng)，將刀具與工件、刀具與切屑之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為刀具、工件、切屑這三者與c60納米碳球的滾動(dòng)摩擦，從而降低切削力和切削熱。
22、3.本專(zhuān)利技術(shù)的c60納米流體微量潤(rùn)滑相對(duì)于傳統(tǒng)澆注式潤(rùn)滑，本專(zhuān)利技術(shù)的c60納米流體在壓縮空氣的作用下霧化并高速?lài)娙肭邢髯冃螀^(qū)，增強(qiáng)了富勒烯c60納米碳球?qū)η邢髯冃螀^(qū)的滲透性，更有利于c60納米碳球潤(rùn)滑膜的形成，保證了加工過(guò)程的冷卻潤(rùn)滑效果，同時(shí)本專(zhuān)利技術(shù)c60納米流體的用量本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種富勒烯C60納米流體，其特征在于，其由富勒烯C60納米碳球、微量潤(rùn)滑油以及分散劑組成；所述富勒烯C60納米碳球的純度高于99%，平均粒徑為10～50nm；所述微量潤(rùn)滑油選用基于植物成分的CCF-40F微量潤(rùn)滑油作為基液；所述分散劑選用高效微量耦合劑作為分散劑，以確保富勒烯C60納米碳球在切削液中均勻分散，避免團(tuán)聚和沉淀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯C60納米流體，其特征在于，所述富勒烯C60納米碳球、微量潤(rùn)滑油和分散劑的濃度配比通過(guò)車(chē)削試驗(yàn)優(yōu)選得到，根據(jù)實(shí)際加工的材料、選用的刀具以及切削參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯C60納米流體，其特征在于，所述分散劑采用十二烷基苯磺酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯C60納米流體的制備方法，其特征在于，其具體步驟為：將富勒烯C60納米碳球、微量潤(rùn)滑油和分散劑按需配比混合；進(jìn)行機(jī)械攪拌，再進(jìn)行超聲分散，即得所述富勒烯C60納米流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種富勒烯C60納米流體的制備方法，其特征在于所述機(jī)械攪拌的攪拌速度控制在500～1000?r/min，攪
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種富勒烯C60納米流體的制備方法，其特征在于所述超聲分散的超聲功率控制在100～200瓦，超聲分散的時(shí)間不少于60min。
7.一種面向難加工材料的C60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述富勒烯C60納米流體作為微量潤(rùn)滑切削液，在切削加工過(guò)程中，將富勒烯C60納米流體和壓縮空氣通過(guò)噴嘴同時(shí)噴出，富勒烯C60納米流體在壓縮空氣的作用下被霧化形成微米級(jí)液滴，并在壓縮空氣的帶動(dòng)下高速?lài)娤蚯邢骷庸^(qū)，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑；富勒烯C60納米流體在切削加工過(guò)程中能有效降低切削力和切削熱，延長(zhǎng)刀具壽命，提高加工質(zhì)量和效率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種面向難加工材料的C60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法，其特征在于，所述切削加工的材料為難加工材料，可選自鎳基合金，所述刀具為硬質(zhì)合金刀具，切削參數(shù)包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度，根據(jù)具體加工需求進(jìn)行調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種面向難加工材料的C60納米流體微量潤(rùn)滑車(chē)削方法，其特征在于，所述噴嘴均有兩個(gè)管道與之連接，其中一個(gè)管道與裝有C60納米流體的油箱相通，另一個(gè)管道與壓縮空氣氣缸相通。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種富勒烯c60納米流體，其特征在于，其由富勒烯c60納米碳球、微量潤(rùn)滑油以及分散劑組成；所述富勒烯c60納米碳球的純度高于99%，平均粒徑為10～50nm；所述微量潤(rùn)滑油選用基于植物成分的ccf-40f微量潤(rùn)滑油作為基液；所述分散劑選用高效微量耦合劑作為分散劑，以確保富勒烯c60納米碳球在切削液中均勻分散，避免團(tuán)聚和沉淀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯c60納米流體，其特征在于，所述富勒烯c60納米碳球、微量潤(rùn)滑油和分散劑的濃度配比通過(guò)車(chē)削試驗(yàn)優(yōu)選得到，根據(jù)實(shí)際加工的材料、選用的刀具以及切削參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯c60納米流體，其特征在于，所述分散劑采用十二烷基苯磺酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種富勒烯c60納米流體的制備方法，其特征在于，其具體步驟為：將富勒烯c60納米碳球、微量潤(rùn)滑油和分散劑按需配比混合；進(jìn)行機(jī)械攪拌，再進(jìn)行超聲分散，即得所述富勒烯c60納米流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種富勒烯c60納米流體的制備方法，其特征在于所述機(jī)械攪拌的攪拌速度控制在500～1000?r/min，攪拌時(shí)間不少于30min。
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫浩，官文杰，董鵬，姚斌，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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