专利名称：：一种全合成切削液的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种金属加工全合成切削液，特别涉及到一种能抑制钴析出的全合成切削液。
背景技术：
：水基金属切削液可分为可溶性油(乳化液)、半合成切削液(微乳化液)和全合成切削液三种。与可溶性油及半合成切削液相比，全合成切削液不含矿物油，其各组分如防锈剂、极压抗磨添加剂、表面活性剂、防腐剂和消泡剂等多种添加剂均溶于水，稀释液呈透明状或半透明状。全合成切削液具有以下主要优点(1)优良的冷却和清洗性能，因此适合高速切削加工；(2)溶液透明，具有良好的可见性，特别适合数控机床、加工中心等现代加工设备使用；(3)不含矿物油，则使用过程难于腐败变质，因此使用寿命长。三乙醇胺作为全合成切削液的重要添加剂，有助于切削液浸润、渗透于磨(切)削界面，充分发挥全合成切削液的清洗、润滑和防锈作用。但是，三乙醇胺等氨类添加剂对碳化钩钴等硬质合金中的钴有浸出作用(参见Pat.Brutto.Waterhazard.CuttingToolEngineering,1996,(12):50;参见张秀玲,高筠.含三乙醇胺磨削液对硬质合金刀具的危害.硬质合金，2000，17(4):231-232)。而金属钴是碳化钨钴等硬质合金的粘结剂，如果在使用硬质合金刀具或对硬质合金进行磨削加工时，碳化钨钴硬质合金中的钴元素被浸出，一方面直接影响着硬质合金的坚韧性和抗震性等性能，另一方面导致碳化钩钴硬质合金制品的表面出现彩色条纹，直接影响制品的外观。在使用硬质合金刀具或对硬质合金进行磨削加工的场合，为了避免全合成切削液对钨钴或钛钴等硬质合金中的钴的浸出作用，国内学者将油酸三乙醇胺代替三乙醇胺，这样可部分降低全合成切削液对合金中钴的浸出作用，但仍不能完全抑制钴元素的浸出(参见张好强.硬质合金刀具钴元素浸出机理及对策研究，河北理工大学硕士学位论文，2005年)。
发明内容本发明的目的在于解决现有全合成切削液对含钴硬质合金中钴元素有浸出作用的问题，提供一种能完全抑制硬质合金中钴元素析出的全合成切削液。本发明的全合成切削液，其各组分及组分配比(重量分数)如下:阴离子表面活性剂1020%;非离子表面活性剂110%;聚乙二醇(40020000)515%;硼砂12%;添加剂1015%;杀菌剂0.10.3%;消泡剂0.01%0.05%;pH值调节剂适量使pH为7.59;其余为水；其中，阴离子表面活性剂是油酸钠、硬脂酸钠、石油磺酸钠中的一种或几种；非离子表面活性剂是脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或几种；杀菌剂可选异噻唑啉酮或苯甲酸钠或六氢化三嗪；pH值调节剂选自氢氧化钠或碳酸钠或硫酸。所述添加剂由以下方法制备表面活性剂用丙酮溶解，加入甲苯，升温到5060°C，往反应体系中滴加丙烯酸盐单体，同时滴加偶氮二异丁腈(AIBN)或过硫酸铵(APS)引发剂，滴加完毕，保温35小时，停止反应，脱去有机溶剂，即得到所述添加剂；所述丙烯酸盐选自丙烯酸钠、丙烯酸钾和丙烯酸铵中的一种或几种；表面活性剂选取OP系列、TWEEN系列、氧乙烯-氧丙烯共聚物(PEO-PPO)、聚氧丙烯(PPO)均聚物中的一种或几种。该添加剂为粘稠状液体，易溶于水。本发明的全合成切削液中，消泡剂可以是现有化工领域中的任何消泡剂，优选乳化硅油消泡剂。经实验表明，与现有的全合成切削液相比，本发明的全合成切削液能完全抑制金属加工时含钴硬质合金中钴元素的浸出，很好地解决了现有全合成切削液存在原析钴的问题。且本发明的全合成切削液不仅适合碳化钨钴、钛钴等硬质合金的磨削加工，还可用于铸铁、碳钢、不锈钢和铜等金属的加工。且本发明的全合成切削液不含有对人体或环境产生不利影响的亚硝酸盐、有机酚等有毒化学品，是一种环保型的高效全合成切削液。具体实施例方式实施例l添加剂的合成例l称取5克OP-10，用30毫升丙酮溶解，再加入10毫升甲苯，升温到5455'C，往反应体系中同时滴加过硫酸铵(APS)引发剂溶液和5克丙烯酸钠，滴加完毕，保温5小时，停止反应，蒸馏法脱去有机溶剂，即得到自制添加剂。APS用量占丙烯酸钠用量的0.1%。实施例2添加剂的合成例2称取10克TWEEN-80，用30毫升丙酮溶解，再加入10毫升甲苯，升温到5455°C，分别滴加APS引发剂溶液和7克丙烯酸铵，滴加完毕，保温约5小时，停止反应，蒸馏脱去有机溶剂，即得到自制添加剂。APS用量占丙烯酸钠用量的0.2M。实施例3本发明的全合成切削液(I)配制将15克油酸钠、5克OP-10、15克聚乙二醇400、1.5克硼砂、12克如实施例1制备的添加剂、0.2克异噻唑啉酮、0.02克乳化硅油溶于适量的去离子水中，再用10M氢氧化钠水溶液调节以上所得溶液的pH值至9左右，得到总量为100克的全合成切削液。使用或进行性能测试时，用去离子水或蒸馏水将全合成切削液I稀释20倍后使用。对比实例1未加添加剂的对比全合成切削液(II)的配制将15克油酸钠、5克OP-10、15克聚乙二醇400、1.5克硼砂、0.2克异噻唑啉酮、0.02克乳化硅油溶于适量的去离子水中，再用10%氢氧化钠水溶液调节以上所得溶液的pH值至9左右，得到总量为100克的全合成切削液。使用或进行性能测试时，用去离子水或蒸馏水将全合成切削液II稀释20倍后使用。对比实例2三乙醇胺/硼砂系全合成切削液(III)的配制将25克三乙醇胺、1.5克硼砂、1克OP-10和0.01克乳化硅油溶于适量的去离子水中，得到总量为100克的全合成切削液。使用或进行性能测试时，用去离子水或蒸馏水将全合成切削液III稀释20倍后使用。性能对比实验按照国家标准GB6144-85对合成切削液的要求，测试了以上三种全合成切削液的性能，结果见表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种全合成切削液，其特征在于各组分及组分重量百分比如下阴离子表面活性剂10～20％；非离子表面活性剂1～10％；聚乙二醇(400～20000)5～15％；硼砂1～2％；添加剂10～15％；杀菌剂0.1～0.3％；消泡剂0.01％～0.05％；pH值调节剂适量，使所述切削液最后pH为7.5～9；余量为水；所述阴离子表面活性剂是油酸钠、硬脂酸钠、石油磺酸钠中的一种或几种；非离子表面活性剂是脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或几种；杀菌剂为异噻唑啉酮或苯甲酸钠或六氢化三嗪；pH值调节剂为氢氧化钠或碳酸钠或硫酸；所述添加剂为由以下方法制备得到表面活性剂用丙酮溶解，加入甲苯，升温到50～60℃，往反应体系中滴加丙烯酸盐单体，同时滴加偶氮二异丁腈(AIBN)或过硫酸铵(APS)引发剂，滴加完毕，保温3～5小时，停止反应，脱去有机溶剂，即得到添加剂；所述丙烯酸盐为丙烯酸钠、丙烯酸钾和丙烯酸铵中的一种或几种；表面活性剂为OP系列、TWEEN系列、氧乙烯-氧丙烯共聚物(PEO-PPO)、聚氧丙烯(PPO)均聚物中的一种或几种。2.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于所述消泡剂为乳化硅油。全文摘要本发明公开了一种全合成切削液，包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、硼砂、杀菌剂、消泡剂、pH值调节剂和水；此外还包括一种添加剂，该由添加剂以下方法制备表面活性剂用丙酮溶解，加入甲苯，升温到50～60℃，往反应体系中滴加丙烯酸盐单体，同时滴加偶氮二异丁腈(AIBN)或过硫酸铵(APS)引发剂，滴加完毕，保温3～5小时，停止反应，脱去有机溶剂，即得到所述添加剂。与现有的全合成切削液相比，本发明的全合成切削液能完全抑制金属加工时含钴硬质合金中钴元素的浸出，很好地解决了现有全合成切削液析钴的问题，且是一种环保型的高效全合成切削液。文档编号C10N40/20GK101560430SQ20091004351公开日2009年10月21日申请日期2009年5月27日优先权日2009年5月27日发明者胡慧萍,陈启元申请人:中南大学