[发明专利]一种适于软金属表面机械光整用的准晶研磨膏

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于较低硬度软金属/合金（如Hv≤4GPa的Al，Cu，Mg，Ti金属/合金及相关软钎料等）表面机械光整处理用的准晶研磨膏或浆液，属于表面机械光整加工技术领域。其特征在于以准晶类合金粉体材料为磨料，具有突出的表面光整与表面缺陷修复能力，能以较低的磨损量获得高光整度的工件表面，在达到粗糙度等要求的同时保持工件的尺寸精度；研磨膏/浆液还具有高稳定性、高流动性、易于清洗等特点。

背景技术

机械研磨是一种重要的材料表面光整处理技术，其工艺效果主要与所选择的研磨剂/膏的特性相关。一般的，研磨剂/膏的研磨性能由其中的磨料种类与性质决定，涉及磨料的硬度与弹性模量以及磨粒大小与形状等因素。目前，用于金属材料表面研磨处理的常见磨料有金刚石、刚玉和碳化物等，它们常具有超高的硬度和大的弹性模量，适合铁基合金等硬质材料的机械抛光。

对于Al、Cu、Mg、Ti金属/合金及相关钎料等软合金材料，由于其硬度较低（一般维氏硬度Hv≤4GPa），机械研磨时，如果所用磨料硬度很高（如超硬的金刚石或碳化硅等），磨料颗粒容易嵌入并引发软金属或合金样品的二次划伤，导致后者表面产生新凹坑和划痕，使得工件表面粗糙度和光泽度恶化，难以达到满足光整加工需求。目前，在铝合金和铜合金等软金属行业中广泛采用化学抛光或是电解抛光技术来做表面处理，但存在表面粗糙度较低、表面质量不理想、成本高、污染大等问题。近来，国外发展出可应用于软合金材料表面抛光新型抛光材料，但其核心技术被境外企业垄断，导致国内相关商品价格高昂。因此，寻求一种合适的磨料来实现软合金材料高质量的表面光整处理成为我国机械加工领域当前面临的重要课题。

本发明针对软合金材料机械光整处理的工况和表面质量要求，结合准晶类材料的性能特点，基于工件与磨料间的硬度与杨氏模量等参数匹配关联，设计与开发出一种品质稳定、流动性好、抛光效率高和易清洗的新型研磨材料，以满足软金属/合金材料表面机械光整处理的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：①克服常规磨料对软金属或合金进行机械光整处理时易引发的工件表面二次划伤现象；②满足软金属或合金的机械光整需求，可达到光整加工的表面粗糙度或光泽度工业标准；③磨料同时具备良好的光整加工与表面缺陷修复能力，在满足加工要求的前提下，尽量降低磨料对工件的磨损量，以满足特殊精密工件的表面光整处理需要。

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于Al、Cu、Mg、Ti金属/合金及相关钎料等软合金材料表面光整化的准晶研磨膏，包括其制备方法和用途。由此得到的准晶研磨膏具有良好的分散稳定性、好的流动铺展性、两溶性（即水溶性与油溶性）、粘度适中和易于清洗等特点。尤其是，该研磨膏显示突出的表面缺陷修复能力，且具有高效的研磨抛光能力，能以较低的磨损量获得高光整度的工件表面，在满足粗糙度等要求的同时保持了工件的尺寸精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适于软金属表面机械光整用的准晶研磨膏以准晶类粉体材料为磨料，与油溶性或水溶性膏体混合而成；研磨膏中，准晶类粉体材料的质量分数为1%～90%，，其余为油溶性或水溶性研磨剂辅助材料。

所述的准晶类粉体材料包括准晶类粉体材料及准晶相关相合金的粉体材料。

所述的准晶类粉体材料为AlCuFe系准晶类材料或AlCu(Co,Ni)系准晶类材料，AlCuFe系准晶类材料为Al_85～45Cu_0～55Fe_0～35合金，例如Al₆₂Cu_25.5Fe_12.5、Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅等；AlCu(Co,Ni)系准晶类材料为Al_85～45Cu_0～55(Co,Ni)_0～35合金，例如Al₆₅Cu₂₀Co₁₅、Al₆₂Cu₂₄Ni₁₄等。

上述任一项所述准晶类粉体材料磨料粉末粒度≤50μm，可按成分配比，通过熔炼、制粉、筛选获得所需要的粉末。

引入准晶类粉体材料作为研磨膏磨料是本发明的关键。在此具体举例说明如何获得准晶类粉体材料，但本发明准晶类粉体材料的制备不被下列实施例限定。