石墨烯/氧化铝杂化纳米流体

硬脆材料磨削降载

将氧化石墨烯与氧化铝复配成油酸基纳米流体，对氧化锆和钛合金硬脆难加工材料的磨削同时实现降载、降温与减摩，是一种绿色微量润滑方案。

李巍 · Zeng, Zhixiong · ShaJiu, Le · Keyi, Zhu · 黄向明 · Hegab, Hussien Abdel Aziz · Ibrahim, Ahmed Mohamed Mahmoud

Tribology International 2024

参数信息

比磨削能降低幅度

73.92 %

摩擦系数降低幅度

46.57 %

摩擦力测试温升降低幅度

65.69 %

ZrO2 表面粗糙度降低幅度

60.53 %

Ti-6Al-4V 表面粗糙度降低幅度

48.66 %

技术优势

磨削能耗大降

1 wt% 添加量时，比磨削能较干磨降低 73.92%，意味着加工同样材料消耗的机械功大幅减少。

摩擦热显著抑制

摩擦系数降低 46.57%，摩擦力测试温升降低 65.69%，综合表现为磨削区温度下降，有助于防止烧伤。

表面质量改善

ZrO2 和 Ti-6Al-4V 工件分别在 2 wt% 和 3 wt% 添加量时达到最佳表面粗糙度，相比干切分别降低 60.53% 和 48.66%。

应用场景

• 航空航天难加工材料：用该纳米流体磨削航空钛合金，降低切削热，抑制工件烧伤，提升表面完整性。
• 精密磨削：降低磨削力与温度，减少砂轮磨损，提高加工精度与表面质量。
• 绿色制造：以微量润滑+纳米流体替代传统浇注式冷却，减少油液消耗，降低能耗与污染。
• 先进陶瓷加工：ZrO2 陶瓷磨削表面粗糙度降低 60.53%，减少后续研磨抛光工序。
• 生物医用钛合金加工：磨削生物医用钛合金时改善表面光洁度，且所用油酸基流体无毒，满足医疗加工清洁要求。