摘要：根據(jù)ELID磨削的特點(diǎn)和要求，通過調(diào)整無機(jī)鹽、添加劑等成分的比例，找出了ELID磨削中生成鈍化膜性能與磨削液成分的關(guān)系，研制出新型的性能更好的ELID磨削液。
　　在ELID磨削中使用的磨削液既要具有普通磨削液的性能，同時(shí)又要作為砂輪在線電解修銳的電解液使用。本文在原有磨削液的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整化學(xué)成分，研制出一種新型磨削液。通過在普通磨床上進(jìn)行的ELID磨削實(shí)驗(yàn)表明，該磨削液性能良好，且對(duì)環(huán)境污染小。
　　1 新型ELID磨削液的研制
　　ELID磨削液的性能包括如下幾方面：
　　作為磨削液，應(yīng)具有冷卻性、潤(rùn)滑性、滲透和清洗及防銹能力：
　　作為電解液，應(yīng)具有在砂輪表面適時(shí)地形成和維持適當(dāng)厚度的非導(dǎo)體薄膜的能力，合理地控制電解速度，實(shí)現(xiàn)超微細(xì)粒度砂輪的良好修銳效果。
　　根據(jù)上述要求，以原有的HDMY-10型ELID磨削液做為參考，根據(jù)電化學(xué)理論，對(duì)HDMY-10型磨削液進(jìn)行改進(jìn)。
　　實(shí)驗(yàn)表明，HDMY-10型磨削液能夠滿足一定的ELID磨削應(yīng)用場(chǎng)合，但它的在線電解作用過強(qiáng)，使砂輪結(jié)合劑產(chǎn)生較強(qiáng)的陽極溶解去除作用，降低了砂輪壽命，這主要是由于這種磨削液生成的鈍化膜致密性不好，絕緣效果不佳造成的。

　　針對(duì)HDMY-10型磨削液的上述缺點(diǎn)，我們配制出新型的ELID磨削液HDMY-20型，并分別與HDMY-10型及普通型磨削液進(jìn)行比較，如右表所示。
　　表中我們用潤(rùn)濕角來評(píng)價(jià)磨削液的滲透和清洗能力，潤(rùn)濕角越小，磨削液的滲透和清洗作用越強(qiáng)。潤(rùn)濕角的測(cè)量采用簡(jiǎn)單易行的固滴法，即用微量進(jìn)樣器將已知體積(V)的一液滴置于固體表面，再用工具顯微鏡測(cè)出液滴最大截面直徑(2r)，計(jì)算[V/(2r)3]值，以V對(duì)[V/(2r)3]作圖外推至體積為零，求出[V/(2r)3]V→0的值，然后查潤(rùn)濕角與[V/(2r)3]V→0×102關(guān)系表，得到潤(rùn)濕角q值。
　　磨削液冷卻性能是通過測(cè)量不同磨削液使同一試件從溫度300℃降到100℃所花費(fèi)的時(shí)間來評(píng)定的。
　　2 磨削液定性特性及影響因素的分析
　　磨削液的定性特性：冷卻性、潤(rùn)滑性、滲透和清洗及防銹性，是直接影響磨削液磨削性能的重要因素。
　　從表中可見三種磨削液中Ⅱ、Ⅲ均具有較小的潤(rùn)濕角，因此它們的滲透、清洗能力較Ⅰ要強(qiáng)。其中新型磨削液Ⅲ最強(qiáng)，這是由于在Ⅲ中增加了表面活性劑和磷酸鹽等成分，其作用是有效地減小水基溶液的潤(rùn)濕角，從而提高了磨削液的滲透和清洗能力。在冷卻性方面，Ⅲ型的潤(rùn)濕角最小，所以它的冷卻性最好。另外，無機(jī)鹽對(duì)破壞工件表面的氣膜很有效，故能提高磨削液的冷卻性。新型磨削液Ⅲ中無機(jī)鹽的成分和含量比前二種都多，因此Ⅲ的冷卻性好。
　　在潤(rùn)滑方面，由于在Ⅲ型磨削液中添加了少量水溶性潤(rùn)滑添加劑，使磨削液的潤(rùn)滑性得到較大的提高。雖然潤(rùn)滑性的增加對(duì)潤(rùn)濕性和冷卻性有一定的影響，但損失不大，加上磨削液Ⅲ的冷卻性和潤(rùn)濕性本身就很好，所以沒有明顯變化。
　　在防銹方面，三種磨削液都能夠保證鑄鐵8h無銹蝕，但Ⅲ的防銹能力最強(qiáng)，這是由于磨削液Ⅲ中的添加劑防銹能力較Ⅰ、Ⅱ中的強(qiáng)的緣故。
　　在環(huán)保方面，由于取消了對(duì)人體有害的亞硝酸鈉等成分，使得磨削液Ⅱ、Ⅲ的毒性較Ⅰ大為減弱。加之磨削液Ⅲ中選用的弱堿鹽的堿性比Ⅱ中的還要小，因此磨削液Ⅲ的毒性最小。

　不同磨削液電解電流變化特性曲線圖

　　3 磨削液導(dǎo)電性的影響因素及分析
　　由于三種磨削液的成分不同，電解生成的非導(dǎo)體薄膜的導(dǎo)電性、致密性、厚度有所不同，造成磨削液的電流密度和電解修整特性的差異，如下所示。
　　從圖中可看到，開始電解時(shí)，三種磨削液的電流密度都較大，隨著電解時(shí)間的增長(zhǎng)，磨削液Ⅰ的電流密度不變，而磨削液Ⅱ、Ⅲ的電解電流明顯變小。因此可以得出結(jié)論：ELID磨削液Ⅱ、Ⅲ比普通磨削液電解量少，HDMY-20比HDMY-10的電解量還要少。這主要是因?yàn)殡娊膺^程中，不同成分的磨削液，生成了不同性能的非導(dǎo)體薄膜。普通磨削液Ⅰ幾乎無膜生成，因此電解電流很大，電解量最大：ELID磨削液Ⅲ形成的薄膜較Ⅱ的明顯要厚，致密性好，對(duì)電解過程的抑制能力較強(qiáng)，因此電解量最小，可以節(jié)省砂輪的損耗。電解時(shí)電流密度的變化曲線是衡量ELID磨削所使用磨削液和砂輪性能的主要指標(biāo)，要求開始時(shí)電流密度大，在電解過程中產(chǎn)生鈍化膜使電解電流明顯減小，這樣既保證了砂輪的良好修銳，又節(jié)省了砂輪的損耗。
　　4 實(shí)際應(yīng)用效果
　　采用上述新型磨削液Ⅲ，利用自行開發(fā)的ELID精密內(nèi)孔鏡面磨削裝置對(duì)SiC陶瓷和高速鋼齒輪滾刀的內(nèi)孔進(jìn)行精密加工實(shí)驗(yàn)，加工表面粗糙度可達(dá)到Ra0.19～0.023µm。
　　HDMY-20型ELID磨削液的磨削性能、電解修銳特性和防銹能力都優(yōu)于HDMY-10型ELID磨削液：
　　在ELID磨削液中，堿性無機(jī)鹽與鉻酸鹽和鹵族離子的配比決定著ELID磨削液的電解修銳特性，按照一定的比例適當(dāng)?shù)卣{(diào)整它們之間的配比可以得到不同性能的ELID磨削液。