[01163368]纳米粒子气雾射流微量润滑磨削关键技术及应用

纳米粒子气雾射流微量润滑磨削以微量润滑技术为基础,依据固体强化换热原理,并基于固体颗粒传热能力在适当条件下远大于液体和气体的事实,提出将纳米级固体粒子、润滑液与压缩气体混合雾化后以射流的形式喷入磨削区,实现有固体纳米粒子参与强化换热的微量润滑磨削新工艺;是一种面向环境友好、资源节约和能源高效利用的可持续绿色制造新方法。项目应用前,传统机加工切削液的大量使用对加工、生态环境污染严重,成本高昂;德国具有先进的微量润滑技术但实行技术垄断;我国微量润滑技术换热能力不足的技术瓶颈（特别是磨削加工）一直未获突破,严重制约了冶金、交通、汽车、航空航天等行业关键零部件的精密加工制造。 项目组在国家自然科学基金、国家企业创新基金和省、市、自治区计划等项目支持下,以产、学、研结合的创新科研模式,历时6 年取得如下发明成果： 1、微量润滑基础油及纳米流体制备关键技术。建立了纳米流体稳定性评价理论模型,揭示了纳米粒子团聚、沉淀机理;研发了具有自主知识产权的纳米流体制备装置;针对不同工况、工件材料研发微量润滑基础油,形成系统的润滑油制备关键技术。 2、纳米粒子气雾射流微量润滑磨削润滑剂供给关键技术。针对高能量密度产出的磨削加工工况,建立了纳米粒子射流气、液、固三相流运动学及动力学模型,进行了纳米粒子气雾微量润滑磨削区流场建模仿真与实验研究;研发了纳米粒子气雾射流微量润滑润滑剂供给装备与雾化喷嘴。 3、纳米粒子气雾射流微量润滑检测关键技术。发明了纳米粒子射流微量润滑磨削检测新方法,研发了具有自主知识产权的纳米粒子射流微量润滑磨削检测装备,实现了射流雾滴粒径、纳米流体导热系数及对流换热系数、磨削液“有效流量率”的精准测量。 4、纳米粒子气雾射流微量润滑加工工艺。实现了难加工材料的高效低碳精密加工制造。与传统加工方法对比,润滑液消耗量减少至1/1000;工件表面粗糙度Ra = 0.274-0.35μm。与干式加工方法对比,比磨削能降低30-38%;G 比率提高32-48%;摩擦系数降低35-48%;由磨削液传出能量分配比率提高14-28%。 项目依据授权发明专利开发了多套设备,设备投入生产取得了巨大的经济效益,近三年取得直接经济效益4114万元,新增利润646万元。西安交通大学卢秉恒院士、东北大学修世超教授等评价：“项目具有显著的创造性和实用价值,整体上达到国内领先,国际先进水平”;中科院和教育部查新均得出结果：“该项目具有新颖性”;获得“长城质量保证中心”质量管理体系认证、两项“国家火炬计划项目”、两项“上海市高新技术转化项目”、2015年青岛市技术发明二等奖、“上海市专利试点企业”、3 项山东省研究生科技创新成果奖等。