乳液基碳化硅纳米工作液的沉降稳定性、流变性与介电性

目前混粉电火花加工液添加的粉末粒径主要局限于微米级,与工作基液不能形成均匀、稳定的悬浮液。本研究以乳化液为基液,纳米碳化硅粉体(SiC)为分散相,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、羧甲基纤维素钠(CMC)等作分散剂,采用两步法制备了乳液基SiC纳米工作液,研究不同分散条件下SiC粉体在乳化液中的分散行为,分析了乳液基SiC纳米工作液的沉降稳定性、流变性和介电性。结果表明:质量分数为0.3%~0.6%的CMC对SiC纳米粒子的润湿、分散作用显著,而SDBS作用不明显;CMC分别与SDBS、SDS协同作用时,工作液均具有很好的沉降稳定性;当SDBS质量分数为0.3%,CMC为0.3%~0.6%时,工作液黏度呈非线性增加;当CMC质量分数为0.3%,SDBS为0.3%~1.4%时,工作液黏度先增大后快速降低;工作液电导率随CMC、SDBS分散剂质量分数的增加、液体温度的升高而增大。因此,当SiC质量分数为0.3%、添加0.3%~0.5%(质量分数)的CMC和0.3%~0.7%(质量分数)的SDBS,乳液基SiC纳米工作液有较好的沉降稳定性、流变性和介电性。

基于SiC纳米工作液和常规乳化液的高速走丝电火花线切割加工表面特性的对比研究

以SiC纳米液为工作介质,研究高速走丝电火花线切割加工表面的特性。采用两步法制备SiC纳米流体,并与乳化液或去离子水混合作为纳米工作介质,多次切割SKH-51高速钢。利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析表面微观形貌和纳米面粗糙度,利用Taylor-Hobson-50粗糙度仪测量宏观表面粗糙度,利用能谱仪(EDS)检测表层的化学成分。SiC/乳化液纳米工作液、常规乳化液、SiC/去离子水纳米工作液三种不同介质加工样品的纳米面粗糙度S q分别为64.7 nm、135 nm和22.8 nm,重铸层厚度分别为11μm、16μm、14μm,宏观表面粗糙度R a分别为1.4640μm、1.7923μm和1.3149μm。与常规乳化液加工相比,SiC纳米工作液均无明显的电极丝放电痕迹,但SiC/去离子水纳米工作液有明显的黑白条纹,表面光洁度劣于SiC/乳化液纳米工作液。SiC纳米工作液加工的表面均未呈现蜂窝状,陨石坑大而浅,微观裂纹均不明显,孔洞呈细针孔状,其中SiC/乳化液纳米工作液加工的表面针孔更细而少。SiC纳米工作液能有效提高高速走丝电火花线切割加工表面的质量。