王有良，高熙淳，張文娟，郭 江

（1.蘭州理工大學(xué) 機電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州理工大學(xué) 有色金屬先進(jìn)加工與再利用國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730000；3.大連理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，遼寧 大連 116024；4.大連理工大學(xué) 寧波研究院，浙江 寧波 315016）

1 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，航空航天、生物醫(yī)學(xué)、微電子等行業(yè)對光學(xué)元件有著更高的精度要求［1-2］。在醫(yī)療方面，醫(yī)用X 射線設(shè)備、內(nèi)窺鏡鏡片等，都需要高表面質(zhì)量、高光潔度的光學(xué)元件來保證檢查效果；在軍事領(lǐng)域，非球面鏡片廣泛應(yīng)用于激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)中，以保證光信號的傳輸質(zhì)量，提高探測能力。通過傳統(tǒng)的加工方法雖然可以得到較低的表面粗糙度，但仍然存在加工精度低、加工質(zhì)量不穩(wěn)定及亞表面損傷等缺陷［3］，無法滿足當(dāng)前光學(xué)元件超光滑表面及較高形貌精度的要求。為了解決上述問題，磁場輔助拋光技術(shù)已被證明是一種可行的超精密加工方法，廣泛應(yīng)用于具有高表面光潔度、高形貌度精度要求的光學(xué)元件的超精密加工中。

磁場輔助拋光技術(shù)是通過外加磁場，使磁性流體內(nèi)的鐵磁性顆粒有序排列，形成一定強度的柔性加工工具。當(dāng)柔性加工工具與工件形成相對運動，工件表面多余的材料將被去除，從而獲得光滑表面［4-5］。磁性輔助拋光技術(shù)包括磁流體（Magnetic Fluid，MF）拋光、磁流變液（Magneto-Rheological Fluid，MRF）拋光和 磁性復(fù) 合流體（Magnetic Compound Fluid，MCF）拋光［6］。袁勝豪［7］等通過磁流變拋光技術(shù)對石英玻璃樣品進(jìn)行拋光，探究了水含量對表面缺陷的影響，發(fā)現(xiàn)彗尾狀缺陷隨著拋光液中水含量的增加而減少，揭示了水分含量對拋光液流動性的改善作用。由于MF 拋光過程中顆粒分散能力強但去除能力較弱及MRF 拋光過程中去除能力強但顆粒分散穩(wěn)定性較差［8-9］，Shimada 等人［10］將微米級羰基鐵顆粒（Carbonyl Iron Powder，CIP），非磁性磨料顆粒（Abrasive Particle，AP）和α-纖維素添加至含有納米級Fe3O4的水基MF 中，通過機械混合獲得MCF 拋光液。在磁場作用下，MCF 拋光液表現(xiàn)出良好的顆粒分散性和較強的拋光液黏度。目前磁場輔助磁性復(fù)合流體拋光技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于玻璃［11］、無氧銅［12］、不銹鋼［13］、鎳磷鍍 層［14］、PMMA［15］和半導(dǎo)體材料的超精密拋光，且獲得了無亞表面損傷的超光滑表面。由于MCF 拋光液的拋光性能隨著拋光時間的增加大幅下降，需要及時更換MCF 拋光液來保證拋光效果，嚴(yán)重影響了加工成本和效率。陸鄭凱［16］采用CIP 濃度不同的拋光液對小曲率凹面的K9 玻璃超精密拋光，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CIP 濃度過高會影響拋光效果，但其未進(jìn)行長時間拋光研究磁流體狀態(tài)變化。Nomura 等［17］通過超聲波霧化方式向MCF 中添加水分提高M(jìn)CF 的使用壽命，探究水分添加量的工藝參數(shù)，未更深入地研究。綜上所述，目前還未有針對磁性復(fù)合流體的水分對拋光性能的機理研究，因此本文通過探究了拋光過程中MCF 水分含量對MCF 形貌特征、拋光區(qū)域溫度、正壓力與拋光質(zhì)量的關(guān)系，構(gòu)建MCF 中水分對拋光質(zhì)量的影響機理。

首先，通過觀察不同水分含量的MCF 拋光液在拋光前后的形貌變化規(guī)律，結(jié)合MCF 拋光液在拋光過程中溫度變化特征，探究了MCF 拋光液的水分對拋光作用力及表面質(zhì)量的影響，揭示了拋光作用的最優(yōu)水分含量；最終，通過添加水分維持拋光液的含水量，使拋光液達(dá)到較低的拋光液溫升及穩(wěn)定的拋光作用力，并構(gòu)建不同水分含量拋光液的作用機理，為延長MCF 的使用壽命提供理論基礎(chǔ)。

2 實驗原理及步驟

2.1 實驗原理

圖1 為MCF 拋光裝置原理示意圖。一圓柱狀永磁鐵以偏心距r吸附在磁鐵座的底部，磁鐵座由電機1 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；當(dāng)磁鐵座以nm的速度旋轉(zhuǎn)時，永磁鐵繞磁鐵座的軸線旋轉(zhuǎn)，永磁鐵旋轉(zhuǎn)過程中磁通量密度保持不變，但磁力線的方向會圍繞著磁鐵的旋轉(zhuǎn)發(fā)生周期性變化，從而產(chǎn)生空間動態(tài)磁場；鋁制載液板安裝在距永磁鐵左側(cè)δ處，并由電機2 通過同步帶驅(qū)動載液板以轉(zhuǎn)速nc繞主軸旋轉(zhuǎn)；紅外熱成像儀放置在工件的正后方，與MCF 拋光液保持在同一水平面上，檢測MCF 拋光過程中的溫度變化。通過注射器將定量的MCF 噴射到載液板上，MCF 接觸載液板的瞬間，在外加磁場作用下，拋光液由無固定形態(tài)的牛頓流體迅速轉(zhuǎn)化為具有一定黏稠性的賓漢（Bingham）流體［19］。MCF 拋光液中的磁性顆粒沿磁力線方向形成一條條磁性鏈狀結(jié)構(gòu)，眾多磁性鏈狀結(jié)構(gòu)則形成如圖1 右側(cè)所示的磁團(tuán)簇。MCF 拋光液中的植物纖維素，穿插在磁團(tuán)簇內(nèi)部增加MCF 拋光液的黏彈性，提高拋光液的剪切能力。MCF 拋光液在空間動態(tài)磁場中具有良好的顆粒分散性和形貌恢復(fù)能力，能夠使不斷更新的磨粒參與到拋光過程中。在磁懸浮力的作用下［20］，大部分夾雜在磁團(tuán)簇中的非磁性磨粒顆粒被擠壓到工件表面，從而產(chǎn)生一定的正壓力P 作用在工件表面；當(dāng)工件與磨粒之間產(chǎn)生相對運動，磨粒對工件將產(chǎn)生微切削作用，從而達(dá)到材料去除的目的，獲得光滑表面［21］。

圖1 MCF 拋光裝置原理圖Fig.1 Schematic diagram of MCF polishing device

2.2 實驗裝置

根據(jù)上述MCF 拋光實驗原理，搭建如圖2 所示的實驗裝置。該實驗裝置由三軸移動平臺、電機控制器、柱狀永磁鐵、紅外熱成像儀、磁鐵座、同步帶輪和鋁制載液板組成。為了減少其他零件被永磁鐵磁化后對空間磁場產(chǎn)生的影響，拋光裝置中的主體零部件材料均選用鋁合金制品。MCF 拋光頭安裝在三軸移動平臺（定位精度為1 μm）的Y軸上，通過控制Y軸的移動調(diào)整MCF拋光液與工件間的加工間隙，通過電機控制器控制載液板和磁場的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)速；工件固定在Z軸平面上，通過調(diào)節(jié)三軸移動平臺的X軸與Z軸確定工件與MCF 拋光液的空間位置。

圖2 MCF 拋光裝置Fig.2 Polishing device of MCF polishing process

2.3 實驗條件

實驗參數(shù)如表1 所示。采用初始表面粗糙度在Ra0.5～0.6 μm 之間的聚碳酸酯板（L×W×t=70 mm×70 mm×1 mm）作為被 加工工 件。為了保證工件表面初始粗糙度均一，拋光前采用800 目的砂紙沿同一方向進(jìn)行打磨，然后采用超聲波清洗，最后采用壓縮空氣快速干燥。實驗中所需的空間磁場由磁場強度為0.5 T 的釹鐵硼N52 的柱狀永磁鐵（φ×t=20 mm×10 mm）提供。如表1 所示，nc為載液板轉(zhuǎn)速，nm為磁鐵座轉(zhuǎn)速，Δ為加工間隙，V為MCF 拋光液的供應(yīng)量，r為磁鐵的偏心距。

表1 實驗參數(shù)Tab.1 Experimental parameters

表2 MCF 組分Tab.2 MCF component

MCF 拋光液是由CIP，Al2O3磨粒和α-纖維素按照一定的配比依次加入含有Fe3O4（平均粒徑10 nm）的水基MF，經(jīng)過機械攪拌混合而成。MCF 拋光液的水分占比是影響拋光過程中溫度變化和最終表面質(zhì)量的重要因素。通過以往的研究［18］表明，當(dāng)MCF 拋光液中磨粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%、α-纖維素為3%時，其拋光性能最佳。因此，本文通過調(diào)整CIPs 與MF 的占比，配制了4種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)混合比例的MCF 拋光液，如表 2所示，由于水基磁流體中98% 為水分，故MCF1～4 的水分 占比分別為40wt.%，45wt.%，50wt.%，55wt.%。由于普通水中含有大量的水合離子，這些水合離子會與拋光液中磁性粒子表面的正負(fù)離子相互作用，增大磁性顆粒團(tuán)聚的可能性，影響磁性復(fù)合流體的性能。去離子水可以有效地減少水中的正負(fù)離子，被廣泛地應(yīng)用于磁性復(fù)合流體的制備中。本文均以去離子水為基載液制備或補充磁性復(fù)合流體拋光液。通過工業(yè)相機（HD205，奧斯微）觀察MCF 拋光液拋光前后的成形形貌，對比分析水分含量對拋光液形貌的影響規(guī)律，結(jié)合拋光后表面質(zhì)量，探究水分含量與拋光效果的內(nèi)在聯(lián)系；通過紅外熱成像儀（PI450，Optris）觀測不同組分MCF 拋光液在拋光過程中的溫度變化規(guī)律，對比MCF 拋光液不同水分占比下的拋光效果；通過表面粗糙度儀（SJ-410，Mitutoyo）測量工件拋光前后的表面質(zhì)量。

3 結(jié)果與討論

如圖3 所示為采用MCF2 拋光60 min 后工件表面的光學(xué)照片和拋光區(qū)域的紅外測量溫度圖。從圖3（a）可以看出拋光后工件表面的光潔度較拋光前得到明顯提升；為了更好地表示拋光區(qū)域的表面粗糙度變化，測量了拋光區(qū)域不同位置（P1，P2，P3）的表面粗糙度，并取其表面粗糙度平均值評價拋光后的表面質(zhì)量。同時，測量AA 截面的輪廓線，對比拋光前后輪廓三維結(jié)構(gòu)差值確定拋光材料去除量。圖3（b）為圖3（a）中對應(yīng)區(qū)域的溫度。此外，由于每個工件的初始粗糙度不完全相同，因此通過表面粗糙度下降率Ra%表示工件的拋光效果：

圖3 拋光后工件表面光學(xué)照片及紅外溫度測量圖Fig.3 Images of polished surface and measured infrared temperature

其中Rai和Rap分別表示拋光前后的表面粗糙度。

3.1 不同水分含量對拋光效果的影響

為探究不同水分含量的MCF 拋光液的拋光性能，分別使用不同水分占比的MCF 拋光液對工件拋光10 min，之后更換新的工件而MCF 拋光液不更換，持續(xù)拋光6 個工件即連續(xù)拋光60 min。測量各工件的初始及拋光后表面粗糙度及表面輪廓，得到如圖4 所示的表面粗糙度、下降率及材料去除率的變化趨勢。

圖4 表面粗糙度、下降率及材料去除隨拋光時間的變化Fig.4 Surface roughness，decline rate and material removal change with time

從圖4 中可以看出，MCF1 和MCF2 的拋光性能隨拋光時間的增加而線性下降，而MCF3 和MCF4 呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢。但可以看出無論為何種濃度的拋光液，其整體拋光效果最終都會隨著拋光時間的增加而下降，且拋光液拋光效果越來越差。其中，MCF2 拋光液在初始狀態(tài)表現(xiàn)出優(yōu)異的拋光性能，所得到的工件表面粗糙度由拋光前的0.410 μm 下降到0.007 μm，表面粗糙度下降率高達(dá)98.29%，材料去除率為2.06×108μm3/min。但當(dāng)MCF2 拋光液經(jīng)過長時間的持續(xù)拋光后，其拋光性能已經(jīng)發(fā)生明顯的變化，在第50～60 min 內(nèi)，工件的表面粗糙度由0.576 μm 下降到0.173 μm，表面粗糙度下降率下降到69.97%，材料去除率下降至0.95×108μm3/min。由此可以看出，MCF2 拋光液在經(jīng)過60 min 的持續(xù)拋光后，其拋光性能大幅下降。而MCF3 和MCF4 在最初的10 min 拋光表面粗糙度下降率均低于90%；但是連續(xù)拋光60 min后，其工件表面粗糙度均優(yōu)于MCF1 和MCF2。

在拋光過程中使用相機觀察MCF 拋光液拋光前后的形貌特征，如圖5 所示?？梢钥闯?，拋光前MCF 形成的磁團(tuán)簇呈“針狀”，并且磁團(tuán)簇隨著拋光液中含水量的增加由粗壯轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小形態(tài)；值得注意的是，初始狀態(tài)的MCF4 中可以觀察到有大量的水分未能融入到磁團(tuán)簇中。MCF持續(xù)拋光60 min 后的形貌顯示，在拋光結(jié)束后，MCF1 磁團(tuán)簇的針狀結(jié)構(gòu)已完全消失，取而代之的是大量磁簇凝固形成“扁平狀”結(jié)構(gòu)，此時的磁簇在動態(tài)磁場作用下已完全失去恢復(fù)能力，即此種狀態(tài)下的MCF 已失去自銳性；MCF2 中的大部分磁簇發(fā)生粘結(jié)，形成大的片狀或塊狀團(tuán)簇，整體呈現(xiàn)“花瓣狀”，磁團(tuán)簇的恢復(fù)能力較差；MCF3 和MCF4 在使用后出現(xiàn)了較為粗壯的針狀結(jié)構(gòu)，此時的磁團(tuán)簇仍有良好的恢復(fù)能力?？梢钥闯?，相較于初始狀態(tài)，在拋光結(jié)束后MCF 拋光液中的水分流失，這可能是由于拋光過程中磨粒的微切削作用使得MCF 的溫度升高所導(dǎo)致。

（1）對排入沙河唐山農(nóng)業(yè)用水區(qū)的3個排污口（七百戶、林西、南范各莊）和陡河唐山工業(yè)用水區(qū) （石榴河）1個排污支流匯入，在古冶區(qū)沙河兩岸建設(shè)生態(tài)溝渠，將排放的污水進(jìn)行生態(tài)凈化處理，滿足周邊農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)要求。

圖5 不同水分占比的MCF 拋光前后形貌對比圖Fig.5 MCF morphologies of different water content before and after polishing

圖6 為拋光過程中拋光液溫度的變化趨勢圖。由圖可知，隨著拋光液中水分占比的逐漸增大，拋光過程中拋光液的最大溫度和溫升變化范圍越來越小。MCF1 在拋光10 min 后，拋光液溫度急劇上升；而MCF2 在拋光50 min 后才階梯狀的溫升變化；MCF3 和MCF4 在拋光過程中，拋光液溫度變化平緩。這是由于隨著水分含量的增加，水分對MCF 拋光過程中磨粒與工件微切削作用造成的溫升產(chǎn)生的冷卻作用增強。MCF1中水分含量較少，拋光一段時間后，水分蒸發(fā)減少，磨粒和工件之間由潤滑摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)楦赡Σ?；而MCF3 和MCF4 中水分含量較多，極大地提高了冷卻能力，使得拋光過程中溫度變化較小，拋光液的整體溫升偏低。

圖6 不同組分MCF 拋光溫度隨時間變化Fig.6 Variation of polishing temperature with time for different components of MCF

采用三向測力儀（9257B，Kistler）測試拋光過程中MCF 正壓力隨加工時間的變化曲線，如圖7 所示。結(jié)果表明，MCF1 和MCF2 拋光開始時正壓力較高但呈線性下降，隨后持續(xù)緩慢下降；拋光60 min 后，MCF1 的正壓力穩(wěn)定在1.7 N左右，MCF2 的正壓力穩(wěn)定在3.7 N 左右。這是由于MCF1 和MCF2 中水分的流失導(dǎo)致拋光液干燥，從而致使拋光液內(nèi)的磁性鏈狀結(jié)構(gòu)失去恢復(fù)能力，不能恢復(fù)到原來鏈長，導(dǎo)致正壓力持續(xù)下降。而MCF3 和MCF4 拋光時，隨著加工時間的增加，正壓力先下降，隨后出現(xiàn)回升，到達(dá)最高點后再下降。由于初始狀態(tài)下MCF3 和MCF4磁團(tuán)簇細(xì)小，在高速剪切下容易斷裂，導(dǎo)致正壓力下降迅速；隨著拋光液中水分的蒸發(fā)，拋光液的固體濃度增加，正壓力有所恢復(fù)。MCF3 的正壓力在 第34 min 左右恢 復(fù)至最 高6.3 N，而MCF4 在第53 min 左右恢復(fù)至最高4.8 N。此結(jié)果也驗證了圖4 所示的MCF3 和MCF4 在拋光30 min 和50 min 時，表面粗糙度下降率和材料去除率顯著提高。但由于MCF3 和MCF4 中的其它組分持續(xù)損耗，所以兩者拋光力達(dá)到最大值也低于先前狀態(tài)的MCF2。之后隨著水分的不斷流失，導(dǎo)致出現(xiàn)了類似于MCF1 和MCF2 干燥的情況，正壓力持續(xù)下降。

圖7 不同水分占比的MCF 正壓力隨時間變化圖Fig.7 Normal force of MCF with different water content over time

3.2 水分對拋光質(zhì)量的影響機理

結(jié)合磁團(tuán)簇的成形狀態(tài)以及拋光過程中的作用力，構(gòu)建圖8 所示的不同含水量下磁團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，探究水分對拋光質(zhì)量的影響機理。如圖8（a）所示，當(dāng)拋光液中的水含量較高時，其在外加磁場作用下形成的磁團(tuán)簇較為細(xì)小，且鐵磁性顆粒較少導(dǎo)致形成的鏈狀結(jié)構(gòu)中CIP 之間的間隙較大，大量磨粒附著在間隙中導(dǎo)致作用于工件表面的磨粒數(shù)目減少；且抗剪切屈服應(yīng)力較低，在載液盤的高速旋轉(zhuǎn)下，磁簇易斷裂，因此其產(chǎn)生的正壓力較小，從而導(dǎo)致拋光性能較差；而當(dāng)含水量適中時，如圖8（b）所示，拋光液的鏈狀結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，使得磁團(tuán)簇具有較高的抗剪切能力、良好的恢復(fù)能力和顆粒分散性，此時的磁團(tuán)簇表現(xiàn)出優(yōu)秀的拋光性能；圖8（c）為含水量較少時磁團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)示意圖，此時拋光液較為干燥，MCF 拋光液的流動性和恢復(fù)能力較差，因此在拋光過程中磁團(tuán)簇很容易出現(xiàn)堆積和粘結(jié)的現(xiàn)象，極大地限制了磨粒在拋光液中的運動，導(dǎo)致其拋光能力下降。因此當(dāng)拋光液發(fā)生干燥時，向磁團(tuán)簇中補充水分可以使堆積狀的磁團(tuán)簇均勻的分散開，使被夾雜在磁團(tuán)簇間的磨粒釋放出來，有效地提高拋光液的拋光能力。為了驗證上述機理，基于初始狀態(tài)拋光性能優(yōu)異的MCF2 拋光液，在拋光過程中添加水分探究其對拋光質(zhì)量的影響規(guī)律。

圖8 含水量不同時簇狀結(jié)構(gòu)的形成機理Fig.8 Formation mechanism of clustered structures with different water content

3.3 補水后MCF 拋光性能

假設(shè)MCF 拋光過程中僅有水分流失，采用電子天平（LQ-Y，樂棋）對拋光前后的MCF2 拋光液稱重發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過60 min 連續(xù)拋光后，拋光液質(zhì)量共減少了0.657 g。因此，在工件拋光10 min 后，向MCF2 拋光液 中加入0.1 ml 的去離 子水，再拋光下一個工件。

圖9 為采用MCF2 連續(xù)拋光過程中是否補充水分對表面粗糙度、粗糙度下降率及材料去除率的影響規(guī)律。圖9（a）表明，MCF2 在連續(xù)拋光過程中，無論是否添加水分，工件表面拋光后質(zhì)量均得到提升。但是隨著拋光時間的增加，表面粗糙度下降率降低，并且添加水分后的MCF2 拋光60 min 后，其表面粗糙度下降率為86.69%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未添加水分的69.97%，提高了16.72%。圖9（b）表明，無論是否添加水分，拋光液對于工件的材料去除率隨著拋光時間的增加而下降，但是添加水分的拋光液作用工件的材料去除率下降較緩。拋光60 min 后，材料去除率由0.95×108μm3/min 提高至1.45×108μm3/min，提高了0.5×108μm3/min。由此可見，拋光液的拋光能力在補充水分后有較為明顯的改善，干燥的磁團(tuán)簇補水后能夠重新生成針狀結(jié)構(gòu)。通過向拋光液中補充水分可以有效地緩解MCF 拋光液持續(xù)拋光后拋光性能失效問題。

圖9 表面粗糙度、下降率及材料去除隨拋光時間的變化Fig.9 Changes of surface roughness，decline rate and material removal with polishing time

圖10 為MCF2 連續(xù)拋光60 min，每10 min 添加0.1 ml 去離子水后的MCF 拋光液變化圖。對比圖5 發(fā)現(xiàn)，補充水分可以使拋光液長時間保持良好的形貌特征，直到拋光結(jié)束時，拋光液才表現(xiàn)出較為明顯的干燥，但其整體的形貌變化相比較于未加水狀態(tài)時的拋光液已經(jīng)得到了較為明顯的控制，有效地減緩了拋光液干燥的速度。

圖10 MCF2 添加水分不同拋光時間的狀態(tài)Fig.10 Morphologies of MCF2 at different polishing time with supplying water

圖11 為補充水分前后拋光液的溫度隨拋光時間的變化圖。由圖可知，在有水分添加的情況下，拋光液的整體溫度仍會持續(xù)升高，但在拋光過程中明顯地控制了拋光液的溫度，拋光后期整體的溫升得到了有效地抑制，從而緩解了拋光液水分流失情況，使后期的拋光性能更加穩(wěn)定。

圖11 補充水分的MCF 拋光溫度隨時間變化圖Fig.11 Polishing temperature variation of MCF over time with supplementary water

圖12 補充水分的 MCF 拋光液的正壓力隨著時間變化Fig.12 Normal force variation of MCF over time with supplementary water

4 結(jié)論

本文通過對不同含水量下的 MCF 拋光液進(jìn)行分析，得到不同組分MCF 在拋光過程中溫升、磁流體狀態(tài)、拋光作用力與拋光質(zhì)量之間的關(guān)系，構(gòu)建不同水分含量MCF 的拋光機理，最終為了保持MCF 中的水含量，對 MCF 進(jìn)行水分補充試驗，實現(xiàn)了MCF 拋光液長效穩(wěn)定的拋光能力，為延長MCF 的使用壽命提供了理論基礎(chǔ)。得到結(jié)論如下：

（1）隨著拋光時間的增加，中低含水量的MCF 拋光表面粗糙度、材料去除率及拋光力持續(xù)下降，拋光溫升較大；而高含水量的MCF 拋光表面粗糙度、材料去除率及拋光力先下降后上升再下降，拋光溫升較平穩(wěn)；

（2）隨著MCF 含水量的降低，MCF 在拋光過程中經(jīng)過三個結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變：“針狀”、“花瓣狀”和“扁平狀”。拋光液中的水分通過影響磁團(tuán)簇鏈狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和拋光液中磨粒的運動進(jìn)而改變其拋光性能；

（3）拋光過程中向MCF 補充水分，在拋光結(jié)束時工件的表面粗糙度下降率由未補充水時的69.97% 提升到86.69%，材料去除率由0.95×108μm3/min 提升到1.45×108μm3/min，拋光正壓力由3.7 N 提升到4.2 N。保持MCF 的水含量在45%左右，可以有效地延長MCF 的使用壽命。