《磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范》文本附編制說明

ICS

CCS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIXXX-2024

磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工

工藝規(guī)范

Processspecificationformagneticfieldassistednanofluidsminimumquantity

lubricationgrinding

2024-X-X發(fā)布2024-X-X實(shí)施

?中國國際科技促進(jìn)會(huì)?發(fā)布

中國國際科技促進(jìn)會(huì)(CIAPST)是1988年經(jīng)中華人民共和國國務(wù)院科技領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)而

成立的全國性社會(huì)團(tuán)體。制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、開展標(biāo)準(zhǔn)國際化和推動(dòng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，是中國國際

科技促進(jìn)會(huì)的工作內(nèi)容之一。任何團(tuán)體和個(gè)人，均可提出制、修訂中國國際科技促進(jìn)會(huì)團(tuán)體

標(biāo)準(zhǔn)的建議并參與有關(guān)工作。

中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)按《中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法》進(jìn)行制定和管理。

中國國際科技促進(jìn)會(huì)征求意見稿經(jīng)向社會(huì)公開征求意見，并得到參加審定會(huì)議的80%以

上的專家、成員的投票贊同，方可作為中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)予以發(fā)布。

在本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之處，請(qǐng)將意見和有關(guān)資料寄給中國國際

科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)，以便修訂時(shí)參考。

任何團(tuán)體和個(gè)人，均可對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿提出意見和建議，牽頭起草單位聯(lián)系方式：

myh@

中國國際科技促進(jìn)會(huì)

地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村東路89號(hào)恒興大廈13F

郵政編碼：100190電話真/p>

網(wǎng)址：

I

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)

任。

本文件由中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)提出。

本文件由中國國際科技促進(jìn)會(huì)歸口。

本文件起草單位：青島理工大學(xué)、青島即墨青理智能制造產(chǎn)業(yè)研究院、長沙理工大學(xué)、

南京航空航天大學(xué)、四川新航鈦科技有限公司、香港理工大學(xué)、漢能（青島）潤滑科技有限

公司、上海金兆節(jié)能科技有限公司、青島濱海學(xué)院、國華（青島）智能裝備有限公司、泰山

體育產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司、青島海聯(lián)金匯汽車零部件有限公司。

本文件主要起草人：崔歆、李長河、張彥彬、周宗明、毛聰、丁文鋒、劉波、王春錦、

吳啟東、董蘭、王廣、徐培明、王偉、王明偉、顏旭、劉明政、楊敏。

本文件為首次發(fā)布。

II

引言

高強(qiáng)度合金材料在航空航天領(lǐng)域各種關(guān)鍵部件中的應(yīng)用已有幾十年的歷史，特別是難加

工材料的應(yīng)用在航空航天中占有較大的比例。常用的鈦合金材料，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中重量占比

高達(dá)30%。對(duì)于航空結(jié)構(gòu)件，深磨和成型磨削是常用工藝，其特點(diǎn)是大磨削弧長。在磨削時(shí)

的滑擦、耕犁、切削三個(gè)階段中，磨粒與材料接觸導(dǎo)致劇烈摩擦，其消耗的能量占磨削能量

的90%以上。由于高強(qiáng)度、低導(dǎo)熱系數(shù)的特性，使鈦合金在加工中產(chǎn)生的摩擦熱轉(zhuǎn)換為大量

的磨削熱聚集在工件表面，造成嚴(yán)重表面缺陷甚至燒傷。因此，提升工件/磨粒界面之間的

減摩抗磨性能，降低磨削熱的產(chǎn)生，是解決鈦合金材料的大弧長磨削難題的根源所在。

磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑難加工材料磨削新方法，通過外加磁場(chǎng)能夠提升磁性納米潤

滑劑在磨削區(qū)的浸潤性能。通過施加永磁鐵在砂輪表面產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)強(qiáng)度沿砂輪徑

向呈現(xiàn)梯度變化，這為磁性納米潤滑劑的吸附浸潤提供了動(dòng)力源。進(jìn)一步，磁性納米潤滑劑

在高壓氣體的作用下由噴嘴噴出，霧化成為微液滴群；微液滴群穿過砂輪表面氣流場(chǎng)，在磁

場(chǎng)力的吸引作用下向砂輪表面撞擊并形成潤滑油膜。由于磁場(chǎng)力的作用能夠增加微液滴在砂

輪表面的吸附率，從而提高了潤滑劑進(jìn)入磨削區(qū)的有效流量。當(dāng)潤滑劑到達(dá)磨削區(qū)入口時(shí)，

在砂輪磁場(chǎng)力的吸附作用下，提高了潤滑劑在磨削區(qū)微納通道剪切流動(dòng)的速度和流量，從而

提升了其在大磨削弧長空間的浸潤效率，進(jìn)而提升冷卻和潤滑性能。新工藝能夠降低難加工

材料大磨削弧長加工過程中的磨削力、提高工件表面質(zhì)量。此外，砂輪表面具有大量氣孔更

有利于磁性納米潤滑劑存儲(chǔ)在砂輪氣孔中和磨粒表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒的保護(hù)作用。

目前，磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑技術(shù)在磨削加工的優(yōu)異性能已被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但存在著

理論框架缺失和實(shí)際操作規(guī)范不足等問題。磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑技術(shù)尚無國家、行業(yè)

技術(shù)規(guī)范，為使磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削難加工金屬材料實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果，根據(jù)《中華

人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》的有關(guān)規(guī)定，特制訂本標(biāo)準(zhǔn)。

磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的社會(huì)效益，研發(fā)制定磁場(chǎng)

輔助納米流體微量潤滑磨削標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行業(yè)發(fā)展十分必要，用于指導(dǎo)磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑

磨削工件表面完整性的主動(dòng)控制。

III

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磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范的技術(shù)適用范圍、規(guī)范性引

用文件、符號(hào)、應(yīng)用原理、應(yīng)用條件、應(yīng)用系統(tǒng)組成與功能、技術(shù)要求、應(yīng)用方法等。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適

用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T5780-2023螺紋螺栓

GB/T6177.1-2023六角螺母

GB/T31210.1-2014綠色制造亞干式磨削第1部分：通用技術(shù)要求

GB/T31210.2-2014綠色制造亞干式磨削第2部分：微量潤滑系統(tǒng)技術(shù)要求

GB/T3217-2013永磁（硬磁）材料磁性試驗(yàn)方法

GB/T13560-2017燒結(jié)釹鐵硼永磁材料

GB/T3768-2017聲學(xué)聲壓法測(cè)定噪聲源聲功率級(jí)和聲能量級(jí)

GB2494-2014固結(jié)磨具安全要求

GB/T2484-2018固結(jié)磨具一般要求

GB/T2485-2016固結(jié)磨具技術(shù)條件

GB/T2490-2018固結(jié)磨具硬度檢驗(yàn)

GB/T2492-2017固結(jié)磨具交付砂輪允許的不平衡量測(cè)量

GB/T2493-2013砂輪的回轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法

JB/T9168.8-1998磨削加工通用工藝守則磨削

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

磨削Grinding

磨削是指用磨料、磨具切除工件上多余材料的機(jī)械加工方法。

1

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3.2

磁場(chǎng)輔助裝置Magneticfieldassisteddevice

磁場(chǎng)輔助裝置是指采用夾具將永磁鐵設(shè)置于砂輪兩側(cè)，通過調(diào)節(jié)夾具實(shí)現(xiàn)永磁鐵與砂輪

之間的位置關(guān)系調(diào)整。

3.3

納米流體微量潤滑Nanofluidsminimumquantitylubrication

將納米粒子以一定比例加入潤滑劑中制備納米流體，依靠高壓氣流混合霧化后微量供給

至切削區(qū)/磨削區(qū)，進(jìn)行冷卻及潤滑。

3.4

磁性納米流體Magneticnanofluids

將磁性納米粒子（如Fe3O4）和冷卻潤滑性能優(yōu)異的納米材料（如石墨烯）以一定比例

混合，加入植物性潤滑劑中，添加一定比例油酸作為表面活性劑制備磁性納米流體。磁性納

米流體在梯度磁場(chǎng)內(nèi)受磁場(chǎng)力吸引，同時(shí)具備良好的冷卻潤滑性能。

3.5

磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑Magneticfieldassistednanofluidsminimumquantity

lubricationgrinding

通過磁場(chǎng)輔助裝置將永磁鐵定位在砂輪兩側(cè)，使砂輪磁化并在磨削區(qū)產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，磁

性納米流體通過納米流體微量潤滑工藝供給至切削區(qū)/磨削區(qū)，磁性納米流體在梯度磁場(chǎng)的

作用下實(shí)現(xiàn)浸潤、冷卻和潤滑性能。

4產(chǎn)品工作原理與型號(hào)標(biāo)記

4.1工作原理

如圖1所示為磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工原理。首先通過在砂輪兩側(cè)施加永磁

鐵、在砂輪表面產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)強(qiáng)度沿砂輪徑向呈現(xiàn)梯度變化，這為磁性納米流體的

吸附浸潤提供了動(dòng)力源。目前的納米流體多采用不導(dǎo)磁的納米粒子制備而成，為了使納米潤

滑劑磁功能化，采用Fe3O4與冷卻潤滑性能優(yōu)異的納米粒子混合制備磁性納米流體，在使納

米流體磁功能化的同時(shí)也具有良好的冷卻潤滑性能。進(jìn)一步，磁性納米流體高壓氣流混合霧

化后成為微液滴群，由噴嘴噴出微量供給至切削區(qū)/磨削區(qū)。微液滴群穿過砂輪表面氣流場(chǎng)，

在磁場(chǎng)力的吸引作用下向砂輪表面撞擊吸附并形成潤滑油膜。磁場(chǎng)力的作用能夠增加微液滴

在砂輪表面的吸附率，從而提高了潤滑劑進(jìn)入磨削區(qū)的有效流量。當(dāng)潤滑劑到達(dá)磨削區(qū)入口

時(shí)，在砂輪磁場(chǎng)力的吸附作用下，潤滑劑在磨削區(qū)微納通道剪切流動(dòng)的速度和流量提升，從

而提升了其在大磨削弧長空間的浸潤效率。而具有磁性的Fe3O4納米粒子在磁場(chǎng)的作用下能

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夠定向排布，進(jìn)一步可操控層狀納米潤滑劑（如石墨烯）的空間分布，從而提升磨削區(qū)的減

摩抗磨性能?；谝陨嫌幸嫘Ч軌蚪档碗y加工材料大磨削弧長加工過程中的磨削力、提

高工件表面質(zhì)量。

圖1磁場(chǎng)輔助納米潤滑劑微量潤滑磨削加工原理

如圖2所示為磁場(chǎng)輔助裝置結(jié)構(gòu)圖，主要由以下部分組成：1.磁鐵固定板×2、2.錐形

頭螺栓×2、3.螺母I×2、4.砂輪、5.磁鐵（100×50×20mm）×2、6.鉸制孔螺栓×8、7.連

接塊I×2、8.連接塊II×2、9.壓板×2、10.內(nèi)六角螺栓I×6、11.全螺紋螺桿×2、12.螺母

II×8、13.內(nèi)六角螺栓×4、14.螺桿固定塊×2、15.螺栓I×3、16.左側(cè)板、17.螺母III×4、

18.定位螺栓×4、19.上蓋板、20.螺栓IV×4、21.砂輪罩。

1718192021

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7654321

3

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圖2磁場(chǎng)輔助裝置設(shè)計(jì)圖

永磁鐵通過錐形頭螺栓（2）和螺母（3）固定在磁鐵固定板（1）上，磁鐵固定板上設(shè)

置有與永磁鐵尺寸對(duì)應(yīng)的方形槽，實(shí)現(xiàn)永磁鐵的定位。固定板有兩塊，分別分布在砂輪左右

兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)了兩塊磁鐵的定位。在磁鐵固定板（1）的兩端通過鉸制孔螺栓（6）定位在連接

塊I、II（7、8）上。其中下方螺母配合的是連接板的圓孔，上方螺母配合的是連接板的弧

形孔。通過弧形孔實(shí)現(xiàn)固定板角度的調(diào)節(jié)，從而帶動(dòng)永磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)其與砂輪側(cè)面的夾

角角度（β）的調(diào)節(jié)。進(jìn)一步連接板I、II（7、8）上方具有滑塊結(jié)構(gòu)，和左側(cè)板（17）的滑

槽結(jié)構(gòu)配合，能夠?qū)崿F(xiàn)沿砂輪軸向方向的移動(dòng)。通過壓板（9）實(shí)現(xiàn)對(duì)連接板的夾緊，并通

過固定的全螺紋螺桿（11）和螺母II（12）實(shí)現(xiàn)沿軸向的距離的調(diào)節(jié)（即永磁鐵與砂輪側(cè)面

的距離L）和定位。螺桿固定塊（14）起到了全螺紋螺桿的定位作用。左側(cè)板（16）具有方

型槽，通過螺栓（15）固定在砂輪罩（21）上。通過調(diào)節(jié)螺栓（18）可以實(shí)現(xiàn)砂輪下表面與

永磁鐵下表面的距離H的調(diào)節(jié)。然后通過螺母（17）夾緊。右側(cè)板與左側(cè)板（16）具有對(duì)

稱結(jié)構(gòu)，不再詳述。上蓋板（19）通過螺栓（20）固定在砂輪罩（21）上，它是整體裝置的

基礎(chǔ)支撐件。

4.2型號(hào)標(biāo)記

磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑裝置產(chǎn)品型號(hào)表示方法如下：

——分類代號(hào)CF：磁場(chǎng)輔助裝置

——參數(shù)代號(hào)ZL：最大距離（格式為兩位數(shù)字，單位：mm）

——參數(shù)代號(hào)ZH：最大高度（格式為兩位數(shù)字，單位：mm）

——參數(shù)代號(hào)ZB：最大夾角（格式為兩位數(shù)字，單位：°）

——主參數(shù)代號(hào)：磁鐵強(qiáng)度等級(jí)（N35~N54）

——改進(jìn)代號(hào)：原型不標(biāo)注，改進(jìn)型用字母A、B……標(biāo)注，第一次改進(jìn)標(biāo)注A，第二

次改進(jìn)標(biāo)注B，以此類推。

標(biāo)記示例：

經(jīng)第三次改進(jìn)的磁場(chǎng)輔助裝置，磁鐵強(qiáng)度等級(jí)為N35、最大距離為16mm、最大高度為

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30mm、最大夾角為30°，表示為：CF163030-N35C。

5技術(shù)要求

5.1磁場(chǎng)輔助裝置

5.1.1磁場(chǎng)輔助裝置結(jié)構(gòu)件應(yīng)采用鋁合金材料加工而成。

5.1.2用于磁場(chǎng)輔助裝置的螺栓和螺母，采用標(biāo)準(zhǔn)件，按GB/T5780-2023和GB/T

6177.1-2023的規(guī)定執(zhí)行。

5.1.3永磁鐵參數(shù)：

a)永磁鐵的參數(shù)和強(qiáng)度測(cè)試按GB/T3217-2013和GB/T13560-2017的規(guī)定進(jìn)行；

b)永磁鐵與砂輪平行時(shí)，內(nèi)部磁感線方向與砂輪側(cè)面垂直，且兩塊永磁鐵磁極方向?yàn)?/p>

同向相斥放置；

c)磁極強(qiáng)度選用范圍：N35~N54；

d)永磁鐵的厚度：20mm；

e)永磁鐵的長度：80~160mm；

f)永磁鐵的寬度：40~80mm。

5.1.4通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)輔助裝置，永磁鐵與砂輪的位置關(guān)系和參數(shù)范圍：

b)永磁鐵與砂輪側(cè)面夾角β：0°~30°；

c)永磁鐵與砂輪側(cè)面的距離L：6~16mm；

d)永磁鐵到砂輪底部距離H：10~30mm。

5.2砂輪

5.2.1適用于磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削工藝的砂輪應(yīng)滿足如下條件：

a)砂輪基體材料的相對(duì)磁導(dǎo)率應(yīng)﹥200，一般采用Q235或鑄鐵制備；

b)采用立方氮化硼、金剛石作為磨粒、樹脂或陶瓷作為結(jié)合劑，電鍍?cè)谏拜喕w上以

制備砂輪。

5.2.2在砂輪表面產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度﹥1×105A/m。

5.2.3砂輪制備技術(shù)要求、安全要求、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按GB2494-2014、GB/T2484-2018、GB/T

2485-2016、GB/T2490-2018、GB/T2492-2017、GB/T2493-2013執(zhí)行。

5.3磁性納米流體

5.3.1制備方法：磁性納米潤滑劑采用物理制備法進(jìn)行制備。

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5.3.2納米粒子：采用Fe3O4（10~20nm）和冷卻潤滑性能優(yōu)異的納米材料（如石墨烯、二

硫化鉬、碳納米管等）以質(zhì)量比2:1混合，以基礎(chǔ)油≥5%的體積分?jǐn)?shù)添加。

5.3.3表面活性劑：采用油酸，以基礎(chǔ)油5%的體積分?jǐn)?shù)添加。

5.3.4基礎(chǔ)油采用植物油基潤滑劑：

a)安全性：可生物降解，含無毒無害添加劑；

b)沸點(diǎn)：>300℃；

c)閃點(diǎn)：>200℃。

5.3.5磁性納米流體粘度：隨磁場(chǎng)強(qiáng)度增加而增加，粘度值cp范圍在50~200之間。

5.4納米流體微量潤滑供給裝置

5.4.1納米流體微量潤滑供給裝置采用高壓氣體霧化射流原理，裝置要求按GB/T

31210.2-2014的規(guī)定進(jìn)行。

5.4.2納米流體微量潤滑供給裝置安裝成使用狀態(tài)，油杯內(nèi)加入額定容量的潤滑劑，將裝置

分別向前、后、左、右傾斜45°，并在每個(gè)位置分別保持10~20s，觀察滲漏情況。

5.4.3納米流體微量潤滑供給裝置使用的壓縮空氣源應(yīng)滿足如下條件：

a)輸出壓力：0.3MPa~0.6MPa；

b)輸出氣流溫度：<20℃；

c)含水量：具體按GB/T31210.1-2014的規(guī)定進(jìn)行；

d)含油量：具體按GB/T31210.1-2014的規(guī)定進(jìn)行。

5.4.4可設(shè)置多個(gè)噴嘴，從不同角度、不同方向噴入磨削區(qū)。

5.4.5噴嘴出口距磨削區(qū)的距離保持在20mm~50mm。

5.4.6磁性納米流體供給流量為10~100ml/h，依據(jù)加工工藝參數(shù)設(shè)置。

5.5磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝

應(yīng)滿足連續(xù)磨削工作要求，按JB-T9168.8-1998的規(guī)定進(jìn)行。

6試驗(yàn)方法

6.1磁流體粘度

在粘度計(jì)油缸的兩側(cè)放置永磁鐵，通過改變永磁鐵到油缸的距離，得到幾個(gè)典型距離時(shí)

的納米流體粘度值。進(jìn)一步，采用三維高斯計(jì)（型號(hào)DX-350）測(cè)量上述距離時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

從而得到不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的納米流體粘度變化規(guī)律，如圖3所示。

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圖3磁場(chǎng)作用下的粘度測(cè)試方法

6.2磁場(chǎng)強(qiáng)度

通過標(biāo)尺測(cè)量砂輪下方距離，在不同位置處采用三維高斯計(jì)的探頭進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)

量。測(cè)量方法如圖4所示。

圖4典型工況下的磁場(chǎng)測(cè)試

6.3噪聲檢測(cè)

噪聲的測(cè)量按照GB/T3768的規(guī)定進(jìn)行。

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附錄A

（資料性）

A.1不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的粘度

采用棕櫚油為基礎(chǔ)油，分別采用Fe3O4、Fe3O4與石墨烯混合納米粒子（Fe3O4/石墨烯）、

Fe3O4化學(xué)修飾石墨烯納米粒子（Fe3O4@石墨烯）作為添加相，制備磁性納米流體，粘度測(cè)

試結(jié)果如圖5所示。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度較小時(shí)（50Gs），三種磁性納米流體的粘度值在71~74cp

范圍。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度到達(dá)285.3GS，F(xiàn)e3O4納米流體、Fe3O4@石墨烯納米流體和Fe3O4/石墨烯

納米流體粘度值分別為147.5cp、82.4cp和126.3cp。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，三種磁性納米

流體的粘度曲線均呈現(xiàn)S型增長曲線變化趨勢(shì)，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度大于285.3Gs后，三種磁性納

米流體的粘度呈現(xiàn)穩(wěn)定波動(dòng)狀態(tài)。通過對(duì)比三種磁性納米流體發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3O4納米流體、Fe3O4/

石墨烯納米潤滑劑的曲線迅速增加，而Fe3O4@石墨烯納米流體的粘度曲線變化不大。Fe3O4

納米流體的粘度曲線變化趨勢(shì)較混合納米流體的趨勢(shì)更明顯。這是因?yàn)?，F(xiàn)e3O4/石墨烯納米

流體中Fe3O4的含量小于純Fe3O4納米流體，受磁場(chǎng)的影響較弱。而在Fe3O4@石墨烯納米

流體中，石墨烯分子上修飾的Fe3O4含量更少，所以粘度變化趨勢(shì)比較平緩。

圖5不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的粘度變化規(guī)律

A.2砂輪下方不同距離磁場(chǎng)強(qiáng)度

對(duì)于厚度為20mm、直徑為300mm、基體材料為Q235的CBN砂輪，當(dāng)磁鐵參數(shù)為

H=25mm、L=12mm、β=0°時(shí)測(cè)得的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化規(guī)律如圖6所示。隨著距離的增加，磁

場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小。在砂輪表面取得最大值68160A/m。

8

T/CIXXX—2024

圖6不同砂輪下方距離下的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化規(guī)律

9

《磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范》

編制說明

一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

目的：建立并完善“磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范”的適用

范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、產(chǎn)品工作原理與型號(hào)、技術(shù)要求與檢驗(yàn)方

法。為行業(yè)發(fā)展、用戶選擇以及檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供技術(shù)依據(jù)。

必要性：磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝，提高了潤滑劑進(jìn)入磨削

區(qū)的有效流量，提升了潤滑劑在大磨削弧長空間的浸潤效率，進(jìn)而提升了磁性納

米潤滑劑在磨削區(qū)的浸潤性能、冷卻和潤滑性能。新工藝能夠降低難加工材料大

磨削弧長加工過程中的磨削力、磨削熱，提高工件表面質(zhì)量，降低砂輪磨損率。

然而，目前并沒有一種適用于磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范

的相關(guān)技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。研發(fā)制定磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝

規(guī)范相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行業(yè)發(fā)展是十分必要的。磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工

藝規(guī)范具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的社會(huì)效益。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及依據(jù)

1、按照GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)

和起草規(guī)則》要求進(jìn)行編寫。

2、參照相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學(xué)性、適用性

和可操作性。

三、項(xiàng)目背景及工作情況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》的有關(guān)規(guī)

定，經(jīng)中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)及相關(guān)專家技術(shù)審核，批準(zhǔn)《磁場(chǎng)

輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為：

CI2023527。本標(biāo)準(zhǔn)由青島理工大學(xué)提出，中國國際科技促進(jìn)會(huì)歸口。

根據(jù)計(jì)劃要求，本標(biāo)準(zhǔn)完成時(shí)限為6個(gè)月。

（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位是青島理工大學(xué)，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文檔起草及相關(guān)文件的編

制等。青島即墨青理智能制造產(chǎn)業(yè)研究院，長沙理工大學(xué)，南京航空航天大學(xué)，

四川新航鈦科技有限公司，香港理工大學(xué)，漢能（青島）潤滑科技有限公司，上

海金兆節(jié)能科技有限公司，青島濱海學(xué)院，國華（青島）智能裝備有限公司，泰

山體育產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，青島海聯(lián)金匯汽車零部件有限公司參與起草，負(fù)責(zé)標(biāo)

準(zhǔn)中重要技術(shù)點(diǎn)的研究和建議，并參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論。

（三）標(biāo)準(zhǔn)研制過程及相關(guān)工作計(jì)劃

1、前期準(zhǔn)備提工作

項(xiàng)目立項(xiàng)前，標(biāo)準(zhǔn)編制小組查閱、研讀相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)，廣泛收集靜電霧化

超聲輔助微磨削裝置相關(guān)的材料。同時(shí)，多次與靜電霧化超聲輔助微磨削裝置等

行業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行調(diào)研、交流，廣泛征求標(biāo)準(zhǔn)制定方面的意見和建議。

2、標(biāo)準(zhǔn)起草過程

2023年12月7日由中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)向國家標(biāo)準(zhǔn)委全

國標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)平臺(tái)立交立項(xiàng)，立項(xiàng)編號(hào)為：CI2023527,并向全社會(huì)公示了十五日。

2023年12月29日由青島理工大學(xué)以視頻的方式組織了第一次起草會(huì)議，

討論了標(biāo)準(zhǔn)的制定要求，確定了分工和編制工作的各項(xiàng)任務(wù)完成時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

2024年1月15日組織了第二次起草會(huì)議，確定下標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的草案；

2024年2月23日將標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿提交中國國際科技促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員

會(huì)，通過審核，于2月27日?qǐng)?bào)送了全國標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，并向全社會(huì)公開征求意見30

日。

3、征求意見情況

2024年1月標(biāo)準(zhǔn)編制小組先后通過現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議、電話、微信等多種形式征集?

業(yè)專家相關(guān)意見和建議。針對(duì)征集的意見，標(biāo)準(zhǔn)編制小組召開了研討會(huì)，將收集

到的意見進(jìn)行匯總處理分析，在充分吸納合理意見的基礎(chǔ)上，先后修改和完成標(biāo)

準(zhǔn)內(nèi)容，于2024年2月中旬根據(jù)在各單位反饋意見基礎(chǔ)上，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見

稿并由中國國際科技促進(jìn)會(huì)提交全國標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)公示。

四、標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則

標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，遵循了以下基本原則：

1)標(biāo)準(zhǔn)需要具有行業(yè)特點(diǎn)，指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)的分析方法要積極參照采用國家

標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2)標(biāo)準(zhǔn)能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關(guān)鍵共性的技術(shù)要素。

3)標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)楫a(chǎn)品的開發(fā)、改進(jìn)指出明確的方向。

4)標(biāo)準(zhǔn)需要具有科學(xué)性、先進(jìn)性和可操作性。

5)要能夠結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況和產(chǎn)品特點(diǎn)。

6)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)協(xié)調(diào)一致。

7)促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，正文部分

共分六章內(nèi)容，包括標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、產(chǎn)品工作

原理與型號(hào)、技術(shù)要求與試驗(yàn)方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于磁場(chǎng)輔助納米流體微量潤滑磨削加工工藝規(guī)范。

六、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

1、試驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)使用的是精密平面數(shù)控磨床（型號(hào)：K-P36）；實(shí)驗(yàn)中定制了基體材料

為Q235的砂輪，尺寸為300×20×76.2mm，砂輪粒度為240#；設(shè)計(jì)制造了磁場(chǎng)

輔助裝置，采用鋁合金制作。實(shí)驗(yàn)中采用磁場(chǎng)強(qiáng)度等級(jí)為N35的釹鐵硼磁鐵，

尺寸為：100×50×20mm。根據(jù)磁場(chǎng)輔助裝置的尺寸，釹鐵硼磁鐵中間設(shè)計(jì)了定

位孔；微量潤滑磨削液輸送裝置采用微量潤滑供油系統(tǒng)。

圖6.1磁場(chǎng)輔助磨削實(shí)驗(yàn)設(shè)置

使用YDM-Ⅲ99三向磨削力測(cè)力儀對(duì)切向、法向和軸向磨削力進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)

據(jù)測(cè)量，采樣頻率設(shè)定為1kHz，采樣后的磨削力信號(hào)導(dǎo)入“磨削力動(dòng)態(tài)測(cè)試系

統(tǒng)”軟件中進(jìn)行濾波處理，最終得到磨削力數(shù)據(jù)，如圖6.2所示。

圖6.2磨削力測(cè)量裝置

2、實(shí)驗(yàn)材料與磨具

工件材料采用Ti-6Al-4V牌號(hào)，尺寸為：40×30×30mm。以棕櫚油為基礎(chǔ)油，

配制體積分?jǐn)?shù)為5%的三種不同的納米潤滑劑，分別是石墨烯納米潤滑劑、Fe3O4

納米潤滑劑、體積比為2:1的石墨烯和Fe3O4混合納米潤滑劑。

3、實(shí)驗(yàn)方案

采用7種潤滑工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)性能的比較驗(yàn)證新工藝磨削性能的優(yōu)

異性，如表6-1所示。

表6-1實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)編號(hào)納米材料施加磁場(chǎng)

1棕櫚油Pureoil無

2石墨烯GR(5vol%)無

3石墨烯GR(5vol%)有

4Fe3O4(5vol%)無

5Fe3O4(5vol%)有

6Fe3O4/GR(mixratio=2:1,5vol%)無

7Fe3O4/GR(mixratio=2:1,5vol%)有

4、磨削加工參數(shù)

采用的磨削參數(shù)如表6-2所示。

表6-2磨削工藝參數(shù)

磨削工藝參數(shù)數(shù)值

砂輪速度Vs（m/s）20

進(jìn)給速度Vw（m/s）0.1

磨削深度ap（μm）20

微量潤滑劑流量率（mL/h）50

噴嘴距離（mm）12

噴嘴角度（°）15

微量潤滑劑空氣壓力（Mpa）0.6

5、磁場(chǎng)輔助微量潤滑磨削性能檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)采用往復(fù)式磨削加工，每一次走刀磨到工件時(shí)產(chǎn)生的磨削力波形如圖所

示6-3所示。由于磨削中軸向力幾乎不變接近于0，所以忽略軸向磨削力，圖中

黑色曲線為法向磨削力，紅色曲線為切向磨削力。通過磨削力曲線的振幅和均值

可以從兩方面描述工況性能。磨削力均值展示了潤滑劑能夠?qū)崿F(xiàn)的潤滑性能，對(duì)

于磨削力均值較小的工況，其潤滑性能也優(yōu)異。而振幅表示了潤滑劑減磨抗磨的

穩(wěn)定性，當(dāng)潤滑狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí)磨削力曲線的波動(dòng)會(huì)變大。此外，潤滑性能差的潤

滑劑會(huì)使磨粒在工作中產(chǎn)生振動(dòng)，從而導(dǎo)致磨削力出現(xiàn)較大的變化，振幅較大。

而潤滑狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的波形，磨削力的振幅也減小。

（a）Mix有磁場(chǎng)（b）Mix無磁場(chǎng)

（c）Fe3O4有磁場(chǎng)（d）Fe3O4無磁場(chǎng)

（e）GR有磁場(chǎng)（f）GR無磁場(chǎng)

（g）微量潤滑

圖6-3不同潤滑工況下的磨削力測(cè)量結(jié)果

對(duì)于磨削力的波動(dòng)，沒有磁場(chǎng)作用的Fe3O4工況時(shí)（如圖6-3（d））的磨削

力波動(dòng)最大，其他工況中磨削力變化比較穩(wěn)定，波動(dòng)不明顯。這是因?yàn)镕e3O4不

是一種良好的潤滑劑，球狀結(jié)構(gòu)在磨削中多以滾動(dòng)減摩的方式工作，從而導(dǎo)致磨

粒/工件界面的減摩抗磨性能差，出現(xiàn)了波動(dòng)較大的磨削力曲線。對(duì)于磨削力曲

線的振幅而言，在微量潤滑工況（如圖6-3（g））磨削力振幅最大，這說明棕櫚

油能夠提供穩(wěn)定的潤滑狀態(tài)，但是其潤滑和換熱性能差，所以形成了波動(dòng)較穩(wěn)定、

振幅很大的磨削力；在不加磁場(chǎng)的工況時(shí)，石墨烯、Fe3O4以及混合納米潤滑劑

工況（如圖6-3（f）、（d）以及（b））中磨削力振幅有所減小。從圖中可以看出，

混合納米潤滑劑相比于單一的納米潤滑劑的磨削力更穩(wěn)定，這是由于兩種不同結(jié)

構(gòu)的納米粒子通過物理協(xié)同作用改善磨削區(qū)潤滑狀態(tài)，使磨削力比較均勻。進(jìn)一

步在以上三種納米潤滑劑工況中引入磁場(chǎng)，可以看到，石墨烯納米潤滑劑時(shí)（如

圖6-3（e））磨削力沒用明顯的變化，因?yàn)槭┑南鄬?duì)磁導(dǎo)率近似為1，磁場(chǎng)

對(duì)其潤滑性能沒有影響。而Fe3O4納米潤滑劑在磁場(chǎng)作用下（如圖6-3（c）），納

米粒子有一定規(guī)律的排布使磨削力波動(dòng)得到緩解，潤滑狀態(tài)穩(wěn)定，但是Fe3O4較

差的潤滑性能導(dǎo)致磨削力振幅變大。但是對(duì)于混合納米潤滑劑來說，引入磁場(chǎng)作

用后，F(xiàn)e3O4納米粒子的穩(wěn)定的潤滑狀態(tài)和石墨烯納米粒子優(yōu)異的潤滑性能得到

了充分的發(fā)揮，從而產(chǎn)生了穩(wěn)定的磨削力曲線，磨削力的振動(dòng)也有所緩解（如圖

6-3（a））。

進(jìn)一步，對(duì)每種潤滑工況進(jìn)行20次走刀，在得到的每個(gè)磨削力波形中取穩(wěn)

定階段的磨削力求平均值，得到不同潤滑工況下的磨削力均值和方差，如圖6-4

所示。在磨削加工中，摩擦消耗能占磨削能量的90%以上，這些能量都轉(zhuǎn)化為磨

削熱，對(duì)工件表面質(zhì)量造成了顯著影響。而潤滑效果越差，磨削力越大，去除相

同體積的材料消耗的能量就越多。

由圖可知，在純油工況時(shí)得到最大的法向磨削力和切向磨削力分別為109.9

N和52.58N。加入納米粒子后（沒有磁場(chǎng)作用時(shí)），三種納米潤滑劑時(shí)得到的磨

削力均有所減小，法向磨削力由大到小的排序?yàn)椋篎e3O4>石墨烯>混合。這也證

明了混和納米粒子的潤滑性能優(yōu)于單一納米粒子，而層狀石墨烯的潤滑性能優(yōu)于

球狀的Fe3O4。相比于純油，混合納米潤滑劑得到的法向和切向磨削力分別減小

了22.4%和63.9%。

圖6-4不同潤滑工況下的磨削力均值和方差

進(jìn)一步，在磁場(chǎng)的作用下，三種納米潤滑劑下的磨削力均有一定的減小。此

時(shí)石墨烯納米潤滑劑條件下磨削力變化不大；Fe3O4納米潤滑劑時(shí)磨削力明顯減

小，相比于沒有磁場(chǎng)時(shí)的Fe3O4納米潤滑劑，法向和切向磨削力分別減小了17.8%

和33%；相比于沒有磁場(chǎng)時(shí)的混合納米潤滑劑，加入磁場(chǎng)后得到的法向和切向磨

削力分別減小了17.2%和31.5%。在磁場(chǎng)作用下，三種納米潤滑劑時(shí)磨削力由大

到小的排序?yàn)椋菏?gt;Fe3O4>混合。對(duì)法向磨削力而言，混合納米潤滑劑的磨

削力相比于石墨烯和Fe3O4分別減小了22.4%和14.6%。

加入磁場(chǎng)后，F(xiàn)e3O4納米粒子沿著磁感線呈現(xiàn)有規(guī)則、相對(duì)穩(wěn)定的排布，從

而在工件表面形成比較穩(wěn)定的潤滑油膜。但是對(duì)于混合納米粒子，磁場(chǎng)引導(dǎo)了磁

性的Fe3O4沿著磁感線方向形成有規(guī)則的排布，層狀的石墨烯在球狀的Fe3O4納

米粒子之間向磨削區(qū)浸潤。兩種納米粒子相互作用增強(qiáng)了各自的浸潤深度，同時(shí)

石墨烯有具有優(yōu)異的潤滑性能，所以在磨削區(qū)有充足的納米潤滑劑并形成了穩(wěn)定

的潤滑油膜。

圖6-5為不同工況下的工件表面三維形貌。通過整體的三維形貌可以看出，

使用純油時(shí)的工件表面存在大量的毛刺和凹坑，加入Fe3O4后，表面毛刺并沒有

減少，這也和Fe3O4的球形結(jié)構(gòu)有關(guān)，滾動(dòng)減摩的方式在磨削中并不能起到良好

的減摩抗磨性能。在棕櫚油中加入石墨烯后，依靠其優(yōu)異的潤滑性能，工件表面

毛刺現(xiàn)象明顯改善。在引入磁場(chǎng)后，石墨烯潤滑工況的工件表面沒有明顯變化，

而Fe3O4工況下的毛刺顯著減少。這是由于在磁場(chǎng)的影響下，規(guī)則排布的球狀

Fe3O4在磁場(chǎng)帶動(dòng)下隨著砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)，起到拋光的作將毛刺切削掉。

對(duì)于混合納米潤滑劑來說，表面毛刺現(xiàn)象相較于石墨烯條件時(shí)更嚴(yán)重。這是

因?yàn)椋谳^短時(shí)間內(nèi)，石墨烯浸潤到磨削區(qū)并以延展成膜的方式形成潤滑油膜，

而球狀的Fe3O4的加入影響了石墨烯的鋪展，導(dǎo)致潤滑油膜的不穩(wěn)定，降低了表

面質(zhì)量。而在混合納米潤滑劑條件的基礎(chǔ)上加上磁場(chǎng)后，工件表面毛刺顯著減少。

一方面，磁場(chǎng)為納米潤滑劑的浸潤提供了牽引力，使?jié)櫥瑒└旄浞值妮斶\(yùn)至

磨削區(qū)。另一方面，磁場(chǎng)的施加導(dǎo)致Fe3O4的有規(guī)律排布，石墨烯在規(guī)則排布的

Fe3O4周圍也趨向于更有規(guī)律的排布方向，不論是與砂輪垂直排布還是與砂輪平

行排布都有利于成膜，這一點(diǎn)在第四章已經(jīng)詳細(xì)分析。總之，不但石墨烯的浸潤

速度有所增加，形成穩(wěn)定的潤滑油膜的速度也被提升。

圖6-5不同潤滑工況下的工件表面三維形貌

對(duì)工件表面粗糙度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，圖6-6為Sa和Sdr的測(cè)量結(jié)果。在圖

6-6（a）中，純油時(shí)的Sa最大，為0.67μm，而在磁場(chǎng)作用下的混合納米潤滑劑

時(shí)取得最小值（0.49μm），相比純油降低了27.4%。在圖6-6（b）中，沒有磁場(chǎng)

的Fe3O4納米潤滑劑條件下，Sdr相比于純油并沒有降低很多，說明工件表面的

表面積沒有減少。這是由于Fe3O4工況時(shí)潤滑狀態(tài)不穩(wěn)定，材料不容易去除，耕

犁現(xiàn)象更明顯。而且潤滑性能差導(dǎo)致摩擦力增加，使得工件表面積增加，Sdr增

大；而潤滑性能好的石墨烯條件下，Sdr顯著減小，表面積減小。在磁場(chǎng)條件下

的混合納米潤滑劑潤滑工況時(shí)，Sdr進(jìn)一步減小到4.29%，相比于純油時(shí)

（Sdr=10.49%），降低了59.1%。此時(shí)，混合潤滑劑中的石墨烯浸潤性能提升，

在其優(yōu)異的換熱和潤滑性能基礎(chǔ)上，材料去除更容易，摩擦力減小，工件表面也

變得光滑。

（a）Sa（b）Sdr

圖6-6不同潤滑工況下的表面粗糙度值

通過表面微觀形貌和表面元素分析可以定性和定量的表征表面質(zhì)量好壞。圖

6-7和6-8分別展示了純油和石墨烯納米潤滑劑、Fe3O4和混合納米潤滑劑潤滑工

況下的工件表面微觀形貌和表面EDS分析。從表面形貌可以看到，在工件表面

存在的主要缺陷有碾壓粘附、碎屑粘附、材料剝離去除和微凹坑等。

使用純油時(shí)工件表面出現(xiàn)大量的碾壓粘附，如圖6-7（a）。這是由于潤滑狀

態(tài)較差，潤滑油膜不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致磨粒磨損加劇、變鈍，使得工件材料去除變得更

難。未被完全去除掉的材料不僅會(huì)向犁溝兩側(cè)堆積，還會(huì)沿著磨粒的進(jìn)給方向堆

積在磨粒前端，最后會(huì)被碾壓粘附在工件表面。在沒有磁場(chǎng)的Fe3O4工況中（如

圖6-8（a）），表面出現(xiàn)了較多的碎屑粘附。由于磨削過程中潤滑劑換熱能力不足，

大量的磨削熱無法散出，使得工件和磨屑溫度過高，最終粘附在工件表面。進(jìn)一

步在Fe3O4工況引入磁場(chǎng)，F(xiàn)e3O4納米粒子有規(guī)則的排布使?jié)櫥瑺顟B(tài)良好，能夠

形成穩(wěn)定潤滑狀態(tài)，所以劃痕比較規(guī)則。但是Fe3O4納米粒子導(dǎo)熱系數(shù)低，換熱

能力差，磨削區(qū)溫度無法降低，工件表面碎屑粘附依然較多甚至出現(xiàn)燒傷的現(xiàn)象。

在石墨烯工況（如圖6-7（b）、（c）），碎屑的粘附明顯減小，這歸因于石墨烯較

高的導(dǎo)熱系數(shù)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱，降低了磨削區(qū)溫度從而緩解了碎屑粘附的現(xiàn)象。

但是，由于磨削負(fù)前角加工的特性，在磨粒去除材料時(shí)，潤滑劑沒有及時(shí)填充到

后刀面與工件新鮮表面之間，增加了界面間的摩擦，在犁溝附近會(huì)出現(xiàn)輕微的材

料剝離去除的現(xiàn)象。

圖6-7純油和石墨烯納米潤滑劑工況下的工件表面微觀形貌及EDS分析

由以上分析可知，F(xiàn)e3O4納米粒子對(duì)于磁場(chǎng)的響應(yīng)使其必不可少，而同時(shí)冷

卻潤滑性能較差是其應(yīng)用瓶頸，進(jìn)一步混合石墨烯可增強(qiáng)潤滑性能。如圖6-8（c）

中混合納米潤滑劑在沒有磁場(chǎng)時(shí)，工件表面出現(xiàn)了單一納米粒子時(shí)會(huì)存在的犁溝

碾壓粘附、微凹坑等缺陷。而加磁場(chǎng)后（圖6-8（d）），工件表面缺陷明顯降低，

表面質(zhì)量顯著改善。這是由于磁場(chǎng)對(duì)Fe3O4納米粒子的定向、規(guī)則排布提供了牽

引力，同時(shí)攜帶石墨烯納米粒子以更快的速度輸運(yùn)至磨削區(qū)深處。此外，導(dǎo)熱系

數(shù)高的石墨烯納米粒子能有效的將磨削區(qū)熱量換出，能夠有效降低磨削溫度并改

善工件表面的燒傷現(xiàn)象，形成沒有磨屑粘附現(xiàn)象的較光滑表面。

圖6