[发明专利]一种磁流变抛光用复合粒子的制造方法

说明书

本发明公开了一种用于磁流变抛光的铁磁性颗粒与磨料组成复合粒子的制造方法。具体地说，本发明涉及一种将磨料包裹或镶于铁磁性颗粒外表，这种铁磁性颗粒与磨料组成的复合粒子遇到磁场时，会在磁力线作用下排列，形成自适应柔性类固体；当磁场移动时，其紧随磁场移动。这种移动的、复合粒子组成的自适应柔性类固体，作用于工件表面时，复合于铁磁性颗粒外表的磨料对工件表面产生研磨或抛光作用。这种抛光作用会随磁场的有无、强弱变化而相应变化，即磁流变抛光。这种铁磁性颗粒与磨料组成的复合粒子可对工件进行干式研磨抛光；也可以放入载液(包括水基、溶剂或油基及其助剂)中，用于对工件进行磁流变湿式抛光。

技术领域

本发明涉及一种用于磁流变抛光的铁磁性颗粒与磨料组成复合粒子的制造方法。具体地说，本发明涉及一种将磨料包裹或镶于铁磁性颗粒外表，这种铁磁性颗粒与磨料组成的复合粒子遇到磁场时，会在磁力线作用下排列，形成自适应柔性类固体；当磁场移动时，其紧随磁场移动。这种移动的、复合粒子组成的自适应柔性类固体，作用于工件表面时，复合于铁磁性颗粒外表的磨料对工件表面产生研磨或抛光作用。这种抛光作用会随磁场的有无、强弱变化而相应变化，实现磁流变抛光。这种铁磁性颗粒与磨料组成的复合粒子，可以在磁场作用下，对工件进行磁流变干式研磨抛光；也可以根据工件需要，将这种铁磁性颗粒与磨料组成的复合粒子放入载液(包括水基、溶剂或油基及其助剂)中，制成磁流变抛光液，用于对工件进行磁流变湿式抛光。本发明属于抛光技术领域。

背景技术

抛光技术的发展历史较长，其材料门类众多，而其抛光对象更是遍及我们生产生活的每个方面。传统的抛光可分为固体抛光、液体抛光。固体抛光是固体抛光材料、器件直接作用于工件表面所进行的抛光；液体抛光是抛光液通过载体作用于工件表面所进行的抛光。传统抛光只适合于往复运动的平面或圆周面的抛光。

近年来，随着曲面抛光市场需求的出现，及对抛光精度要求的提高，人们纷纷将目光转向磁流变抛光，但都是基于传统抛光机械及工艺技术引进磁流变液的产物。市面上涉及磁流变的抛光设备及技术、在先专利都是在磁流变液中加入磨料，或在抛光液中加入铁磁性颗粒，形成磁流变抛光液，磨料颗粒与铁磁性颗粒是随机混合分布在载液中的。抛光时，使这种磁流变抛光液流经运动的工件表面，磁流变抛光液在所经磁场的作用下，形成“缎带”，对在“缎带”上运动的工件进行抛光；或是工件在磁场作用下的磁流变抛光液中做两个以上自由度的运动，对工件表面进行抛光。这类对磁流变技术的应用，都是靠磁流变液在磁场作用下，形成类固体的铁磁性颗粒“裹挟”磨料粒子，对运动的工件产生抛光作用。这种靠“裹挟”磨料粒子所进行的抛光，有如下缺点：

①因磨料粒子是被“裹挟”而起抛光作用，导致磨料粒子对工件作用具有随机性，抛光效率低，抛光均匀性无法保证。

②在抛光过程中，因磨料颗粒与铁磁性颗粒是随机混合分布在载液中的，铁磁性颗粒也同时作用于工件，甚至作用于工件的频率较磨料颗粒要高得多，使铁磁性颗粒很容易被磨损或腐蚀，被磨损或腐蚀的铁磁性颗粒污染抛光液和工件，缩短了磁流变抛光液的使用寿命，甚至影响抛光效果。

③由于是靠“裹挟”使磨料颗粒起作用，只有细小的微纳米磨料颗粒才可能被裹挟，细小的微纳米磨料只能用于精细抛光；而要求去除率较高的对典面的起始抛光(俗称“粗抛”)，则因大的颗粒会沉在抛光液的底部，无法被裹挟起到抛光作用，从而限制了抛光对象、抛光效率、抛光使用磨料的种类。

发明内容

本发明是将磨料包镶于铁磁性颗粒外表，形成铁磁性颗粒与磨料组成的复合粒子。这种复合粒子遇到磁场时，会在磁力线作用下排列，形成柔性自适应类固体；当磁场移动时，其紧随磁场移动。这种在磁场作用下由复合颗粒组成的柔性自适应类固体，随磁场运动时，只有复合于铁磁性颗粒外表的磨料作用于工件表面，对工件表面产生研磨或抛光作用。而包裹在复合粒子内部的铁磁性颗粒，只在磁场作用下起到动力源的作用---驱动包镶于其外表的磨料，随磁场运动，作用于工件表面，实现磁流变抛光。抛光过程中，复合粒子内的铁磁性颗粒被磨料包镶，基本不会作用于工件，不会受到磨损和污染抛光液。