CN102517133A - 水基珩磨液及利用水基珩磨液的珩磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水基珩磨液及利用水基珩磨液的珩磨方法，水基珩磨液以质量份数计，由10~30份的冷却剂、15~25份的清洗剂、15~25份的润滑剂、30~50份的防锈剂、1~5份的偶联剂、1~5份的平衡剂组成，所述冷却剂，以质量百分含量计，由20~40%的乙二醇高聚物、60~80%的无水乙醇组成。本发明所述水基珩磨液具有环保、冷却、清洗、润滑、防锈作用，采用本发明所述水基珩磨液及珩磨方法，能够提高发动机缸套平台网纹的加工效率和质量。

Description

水基珩磨液及利用水基珩磨液的珩磨方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种珩磨机使用的水基珩磨液及利用此水基珩磨液对发动机缸套进行珩磨的珩磨工艺方法。

背景技术

内燃机用途广泛，它是汽车、工程机械、农用机械、船舶及发电机组等的主要动力。气缸套是内燃机中最为关键的零件之一，它在内燃机中主要用于活塞的导向，密封及传热的作用。随着内燃机排放要求的提高，气缸套内孔要求珩磨平台网纹，以降低机油耗，使发动机尾气排放达到欧Ⅲ标准，有利于环境保护和人类健康。

最早，缸套平台网纹的珩磨采用煤油作为珩磨液。煤油作为珩磨液污染比较严重，冷却效果差，加工完毕后，缸套温度较室温高10~20℃，对缸套内孔尺寸的测量易造成较大误差，并且珩磨液消耗严重，生产成本高。

目前缺少一种环保、高效、冷却效果好的珩磨液以及适宜的珩磨工艺，使得加工出的缸套平台网纹符合发动机排放的欧Ⅲ标准。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种具有环保、冷却、清洗、润滑、防锈作用的水基珩磨液以及利用此珩磨液的珩磨工艺方法，能够提高发动机缸套平台网纹的加工效率和质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

水基珩磨液，以质量份数计，由10~30份的冷却剂、15~25份的清洗剂、15~25份的润滑剂、30~50份的防锈剂、1~5份的偶联剂、1~5份的平衡剂组成，所述冷却剂以质量百分含量计是由20~40%的乙二醇高聚物、60~80%的无水乙醇组成的。

本发明的改进在于：所述乙二醇高聚物为乙二醇合成酯。

本发明的进一步改进在于：所述清洗剂以质量份数计是由25~35份的壬基酚聚氧乙烯醚、25~35份的脂肪醇聚氧乙烯醚、25~35份的椰子油酸烷醇酰胺、5~15份的三乙醇胺、0.1~0.5份的消泡剂组成的。

本发明的进一步改进在于：所述消泡剂为聚醚。

本发明的进一步改进在于：所述润滑剂以质量份数计是由55~65份的有机钼、25~35份的水溶性硫极压剂、6~12份的水溶性氯极压剂、0.5~1.5份的氟碳-80组成的。

本发明的进一步改进在于：所述防锈剂以质量份数计是由40~60份的德国莱因公司水溶性防锈剂CP-30、10~30份的醇胺脂、15~25份的钼酸钠、5~15份的钼酸胺组成的。

本发明的进一步改进在于：所述偶联剂为多元醇，所述平衡剂为二甘醇醚。

采用本发明所述水基珩磨液的珩磨方法：

步骤1、将所述水基珩磨液加水配制成水基珩磨液的质量百分含量为4~6%的工作液；

步骤2、采用珩磨机和步骤一所述工作液，对发动机缸套进行拉网纹加工，此工序的工艺参数为珩磨压力为1.1~1.3兆帕，转速为75~85r/min，往复速度为11.52~18.27m/min，加工余量为0.03~0.06mm；

步骤3、对发动机缸套内网纹进行平台加工，平台加工工序的工艺参数为珩磨压力为0.34~0.36兆帕，转速为75~85r/min，往复速度为11.52~18.27m/min，加工余量为0.005~0.01mm。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的水基珩磨液具有良好的冷却、清洗、润滑、防锈效果，结合本发明的珩磨工艺参数，能够提高发动机缸套平台网纹的加工效率和质量，加工出的发动机缸套平台网纹能够使发动机的排放满足欧Ⅲ标准的要求。

按照本发明的组成及配比制备的珩磨液，兑水至浓度4~6%的工作液，可以代替油品，完全满足应用于格林、智能珩磨机的精珩（拉网纹）和抛光（平峰）的珩磨加工。具有节约能源、成本低的优点，并能够自然降解，环境友好。

本发明的珩磨液具有优异的冷却性能，冷却系数是现有油品珩磨液的3.2倍，可以持续、稳定带走加工过程中产生的热量。保证加工工件无热变形。

本发明具有独特的水溶性润滑效果，提供了优于珩磨油、煤油的润滑条件，保证了珩磨加工过程中，涨芯、油石座和珩磨头本体间隙间的涨收自如及相互配合，以及涨芯对油石作用力的均匀一致，时刻保证涨开后的油石工作面在一个高精度圆柱体表面上，从而保证了平台纹网参数的实现。加工后缸套内孔精度高，无力应变形。

本发明具有超强抗静电效果，实现了瞬间清除99%以上珩磨过程中产生的铁粉、砂粒和携带的油污，保证不堵砂条，不挂铁粉，不划缸；解决了采用金刚石砂条珩磨加工过程中，容易出现的尖峰和折叠金属的缺陷。采用本发明所述珩磨液珩磨工件，无尖峰、无折叠金属，因此电镀时没有尖端放电现象，在钢质发动机缸套珩磨加工中，对采用本发明所述珩磨液的加工工件进行镀铬时，100%不产生结瘤现象。

本发明具有良好的防锈效果，本发明将德国莱因公司、美国陶氏化学的水基防锈剂和钼酸盐类组合，得到了具有特殊效果的防锈剂。应用本发明所述珩磨液的工件，防锈效果稳定可靠，不腐蚀设备，不刺激皮肤，无毒无害，长期使用不变质，清洁环保，并能够自然降解。

采用本发明所述的珩磨液及珩磨工艺加工出的具有平台网纹的发动机缸套，不仅平台网纹参数满足要求，而且加工完毕时缸套的温度较室温只高3~6℃。内孔尺寸测量误差为采用煤油珩磨液的1/2，而两者珩磨效率接近。对环境不造成污染，生产成本较煤油珩磨液低60%。

具体实施方式

下面结合具体实施方案对本发明做进一步详细说明：

实施例1~5

按照下述步骤制备珩磨液：

a、制备冷却剂：常温下，将乙二醇高聚物在无水乙醇中浸泡12h后，充分搅拌，24小时后将得到的透明液体备用。

b、制备清洗剂：将壬基酚聚氧乙烯醚加入反应罐中，在30~35℃的条件下，边搅拌边加入脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油酸烷醇酰胺、三乙醇胺，溶解完全后滴加消泡剂，搅拌至无泡沫后备用。

c、制备润滑剂：将有机钼加入反应罐中搅拌，升温至80~90℃，在搅拌的条件下依次加入水溶性硫极压剂、水溶性氯极压剂，保温搅拌4~6h后停止搅拌，降温至70℃，在搅拌的条件下，缓慢加入氟碳-80，搅拌均匀后备用。

d、制备防锈剂：将德国莱因公司水溶性防锈剂CP-30加入反应罐中搅拌，升温至60~70℃，加入醇胺脂、钼酸钠维持温度搅拌反应4~6h，停止搅拌，降温至30℃，在搅拌的条件下，慢慢加入钼酸胺，搅拌均匀备用。

e、将步骤a、b得到的冷却剂、清洗剂加入反应罐中，在80~90℃的条件下搅拌均匀后，缓慢加入步骤c得到的润滑剂，保温搅拌1h，加入步骤d得到的防锈剂，保温搅拌3~5h，降温至40~50℃，滴加偶联剂、平衡剂，静置24h，取出分装，得到成品水基珩磨液。

制备过程中各组分的用量见表1。其中CP-30为市售德国莱因公司生产的水溶性防锈剂，醇胺脂购自美国陶氏化学。所述乙二醇高聚物为乙二醇合成酯。所述消泡剂为聚醚。所述偶联剂为多元醇。所述平衡剂为二甘醇醚。

表1

采用上述方法制备的珩磨液对发动机缸套进行制备平台网纹的珩磨处理。所用设备为格林或者智能珩磨机，珩磨机的珩磨头包括珩磨头本体、涨芯、油石座和以及油石座上的油石，制备平台网纹的珩磨加工工序分为精珩（拉网纹）和抛光（平峰）的珩磨工序。

首先向珩磨液中加入水，配制成珩磨液的质量百分含量为4~6%的溶液。

拉网纹工序（精珩工序）的工艺参数为：珩磨压力：1.1~1.3兆帕；转速75~85转/分；往复速度：11.52-18.27米/分；加工余量：0.03-0.06mm。这里的加工余量是给抛光工序留的余量。

平台工序（抛光平峰工序）的工艺参数：珩磨压力：0.34~0.36兆帕；转速75~85转/分；往复速度：11.52-18.27米/分；加工余量：0.005-0.01mm。

通过应用上述水基珩磨液及珩磨工艺参数，所得缸套平台珩磨网纹的相关技术参数如下：

加工的缸套测量的平台网纹参数为：

微观不平度十点高度    Rz     4~6  μm

折合波峰高度          Rpk    ≤0.25 μm

中间粗糙度深度        Rk     0.5~1.0 μm

折合波谷深度          Rvk    1.2~1.6μm 

材料分量              Mr1    ≤5%

材料分量              Mr2    ＞80%

加工的缸套内孔平台网纹满足斯太尔缸套欧Ⅲ标准的要求。

通过本发明的水基珩磨液珩磨的平台网纹缸套，不仅平台网纹参数满足要求，而且加工完毕后缸套的温度较室温只高4℃，内孔尺寸测量误差较煤油珩磨液减少1/2。生产成本较采用煤油珩磨液低60%。

Claims (8)

1.水基珩磨液，其特征在于：以质量份数计，由10~30份的冷却剂、15~25份的清洗剂、15~25份的润滑剂、30~50份的防锈剂、1~5份的偶联剂、1~5份的平衡剂组成，所述冷却剂中以质量百分含量计是由20~40%的乙二醇高聚物、60~80%的无水乙醇组成的。

2.根据权利要求1所述的水基珩磨液，其特征在于：所述乙二醇高聚物为乙二醇合成酯。

3.根据权利要求1所述的水基珩磨液，其特征在于：所述清洗剂以质量份数计是由25~35份的壬基酚聚氧乙烯醚、25~35份的脂肪醇聚氧乙烯醚、25~35份的椰子油酸烷醇酰胺、5~15份的三乙醇胺、0.1~0.5份的消泡剂组成的。

4.根据权利要求3所述的水基珩磨液，其特征在于：所述消泡剂为聚醚。

5.根据权利要求1所述的水基珩磨液，其特征在于：所述润滑剂以质量份数计是由55~65份的有机钼、25~35份的水溶性硫极压剂、6~12份的水溶性氯极压剂、0.5~1.5份的氟碳-80组成的。

6.根据权利要求1所述的水基珩磨液，其特征在于：所述防锈剂以质量份数计是由40~60份的德国莱因公司水溶性防锈剂CP-30、10~30份的醇胺脂、15~25份的钼酸钠、5~15份的钼酸胺组成的。

7.根据权利要求1~6中任意一项所述的水基珩磨液，其特征在于：所述偶联剂为多元醇，所述平衡剂为二甘醇醚。

8.利用权利要求7所述水基珩磨液的珩磨方法，其特征在于：

步骤1、将所述水基珩磨液加水配制成水基珩磨液的质量百分含量为4~6%的工作液；

步骤2、采用珩磨机和步骤一所述工作液，对发动机缸套进行拉网纹加工，此工序的工艺参数为珩磨压力为1.1~1.3兆帕，转速为75~85r/min，往复速度为11.52~18.27m/min，加工余量为0.03~0.06mm；

步骤3、对发动机缸套内网纹进行平台加工，平台加工工序的工艺参数为珩磨压力为0.34~0.36兆帕，转速为75~85r/min，往复速度为11.52~18.27m/min，加工余量为0.005~0.01mm。