[发明专利]一种磁性磨粒的制备方法

说明书

本发明涉及一种磁性磨粒的制备方法，属于光整加工技术领域。本发明采用溶胶‑凝胶法在前驱体表面包覆一层二氧化硅膜，二氧化硅的硬度仅次于刚玉；呋喃树脂砂中树脂在高温下发生热解，砂粒表面就会形成光亮炭，在界面上形成还原性气氛，能提高粘结剂的粘结质量；酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性，主要做铸造黏结剂；经玻璃纤维和呋喃树脂砂增强改性后的酚醛树脂具有较好的粘结性和热稳定性，在破碎过程中磨粒相不容易脱落。

技术领域

本发明涉及一种磁性磨粒的制备方法，属于光整加工技术领域。

背景技术

制造业一直都是一个国家经济中的重要组成部分，尤其是在工业化国家中，制造业的地位更显而易见是不可动摇的。中国作为了一个世界经济大国，制造业亦是举足轻重的。如中车集团已经研制出磁悬浮列车，其运行速度达120公里。该磁悬浮列车为中低速列车，其运行更快，最高可达每小时运行160公里，过弯道更稳，其最小的平面曲面半径可达50米，以及其爬坡能力强。中车纯电动双层巴士在惠灵顿上线运营。氢燃料混合动力有轨电车从中国铁路零公里处正式起跑；中国中车的“复兴号”走出了国门，株洲的无人智能轨道客车已经上路，由此种种，皆可看出我国制造业的发展。我国已逐渐由制造大国向制造强国转变，从跟跑到领跑。先进的制造业离不开高品质的成品，高品质的成品与高质量的零部件息息相关，高质量的零部件有着高的表面要求。因此，作为加工工艺的最后一道工艺——光整加工，因其可以提高零件的精度，完善前面工序所遗留的问题，并可以改善工件的各个性能，其在加工工艺中的重要性是显而易见的。因此，在中国这个制造业快速发展，并致力于打造一个制造强国的国家，发展光整加工是非常有必要的。

与其他光整加工技术相比，磁性磨粒光整加工因其加工工具--磁性磨粒具有柔性，其可很好的应用于平面、内外圆面、自由曲面等各种简单或复杂形状的工件。在一些传统光整加工技术没法实现的加工的情况，如内外圆面、自由曲面等非规则面的加工过程中，磁性磨粒因其可随磁极头的运动而发生运动，可以非常有效的加工这些非规则面。经磁性磨粒加工后的工件表面可以实现具有微米或者亚微米的形状精度，工件的表面粗糙度值更低，工件的表面质量更高。

磁性磨粒经常应用于一些其他传统光整加工方法加工不太具有优势，加工效果不太明显的情况下，如难加工的毛细管、形状复杂的空间弯管、形状怪异的零件以及复杂型腔，在加工这些工件时，磁性磨粒的柔性、自适应性就表现的淋漓尽致，其可以很好的加工这些零件并获得较高的表面质量和较好的表面性能。在磁性研磨加工过程中，磁性磨粒是加工中的关键因素。而在我国，磁性磨粒的制备工艺并不完善，制备工艺通常都较为复杂，所需设备较多，操作复杂，效率不高，且需要机械破碎，因而有的磨粒在使用之前已经被破坏，造成了材料及人力的浪费，因此，我国的磁性磨粒并未能实现工业应用，只是停留在实验研究阶段，现有哈尔滨工业大学、大连理工大学、太原理工大学等高校对磁性磨粒的制备工艺、理论分析以及加工实验方面做出了大量的研究。而国外仅有少数国家如德国、日本等可以实现磁性磨粒的工业化。由此可知，获得性能良好、制备工艺简洁、效率高的磁性磨粒是至关重要的。

磁性磨粒是由磁性物质与高硬度且具有研磨性能的物质通过粘接、熔融、电镀等方法将两者结合为一体的复合材料颗粒。其中，提供磁性性能的物质称为磁介质相，作为研磨加工工件的物质称为磨粒相，结合两者的物质称为结合剂。到目前为止，国内外学者研制了很多磁性磨粒的制备工艺，其主要可以分为以下几种方法：

1．粘结法

粘接法是指用某种具有粘接性的物质将作为磁介质相的磁性物质与具有一定硬度的可研磨的物质粘接为一体，从而形成的复合磁性材料。为使粘接效果更好，需在混合后对该物质进行加压固化，然后对其进行物理破碎，筛分不同大小的颗粒，即可获得一定粒度的磁性磨粒。用该工艺制备出的磁性磨粒是靠粘接剂连接，结合强度与粘接剂的粘性有关，在破碎工艺中会存在磁介质相与磨粒相的分离现象，且随着温度的最高，粘接剂的粘性下降，在加工过程中，磨粒相与磁介质相的分离会污染加工工件表面，从而影响加工效果。

烧结法