Experimental study on performance stability and service life of magnetic compound fluid

磁性复合流体（Magnetic Compound Fluid， MCF）抛光是一种高效的精密抛光技术，然而，MCF抛光液在长时间使用过程中存在性能衰减问题。本文研究了MCF抛光液的组分对抛光性能的影响，并探讨了通过添加补充溶液恢复其抛光性能的可行性，以延长MCF抛光液的使用寿命。首先，采用MCF抛光技术对聚甲基丙烯酸甲酯进行抛光实验。通过观察抛光前后 MCF 形貌的变化特征，测量表面粗糙度、材料去除率、温度和法向力，分析抛光液在不同抛光时间下的性能。其次，通过每10 min添加包含磨粒溶液或α-纤维素溶液，探究添加组分对MCF抛光性能的恢复效果和延长MCF抛光液寿命的可行性。最后，对添加补充液状态下的MCF的长时间抛光实验，探究MCF抛光液使用寿命。实验结果表明，MCF抛光液在持续抛光60 min后，抛光液形态由初始的均匀磁簇逐渐转变为碎片状团簇，其表面粗糙度下降率由97.06%降低至65.97%，抛光性能显著衰退。通过补充磨粒溶液和α-纤维素溶液，可使法向力稳定至6.4 N和7.3 N，表面粗糙度下降率保持在85%以上。进一步研究表明，每10 min补充0.1 mL补充液，可使MCF抛光液的使用寿命从60 min延长至180 min，并维持表面粗糙度Ra < 0.05 μm，材料去除率在1.80 × 10⁸ μm³/min以上。MCF抛光液在抛光过程中存在水分、磨粒和α-纤维素的损耗，导致抛光性能下降。通过定量补充关键组分，可有效维持MCF抛光液的抛光性能，提高抛光稳定性，并显著延长其使用寿命。