一种应用于铝合金材质的超高润滑环保切削液及其制备方法与流程

1.本发明属于切削液技术领域，尤其涉及一种应用于铝合金材质的超高润滑环保切削液及其制备方法。


背景技术：

2.切削液(cutting fluid,coolant)是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病，对车床漆也无不良影响，适用于黑色金属的切削及磨加工，属当前最领先的磨削产品。切削液各项指标均优于皂化油，它具有良好的润滑冷却、清洗、防锈等特点，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。
3.以前的切削液具有一定铝保护性能，能满足加工，产品稳定即可，且一种产品只能满足一到两种材质加工条件。近些年，铝合金工件的种类越来越多，加工条件更加苛刻，加工工艺更加复杂，环保要求更严格，所以对切削液的要求也越来越高。
4.目前市面上所使用的铝合金切削液都存在一定的缺陷，主要缺陷为:
5.1)铝合金材质种类繁多，但是市面上铝合金切削液只能同时满足一到两种材质的加工要求。
6.2)润滑性一般，对于要求苛刻的加工工艺束手无策。
7.3)配方中腐蚀性原材料过多，切削液在加工过程中和加工后，对工件氧化问题严重，需要加大量调整剂防止氧化。
8.4)存在对人体有伤害的成分，目前铝合金切削液一般会含甲醛，而且使用劣质基础油和添加剂，而这些材料不仅刺激皮肤损害呼吸道，还有可能致癌，并且挥发到环境中，对环境造成污染。
9.5)铝合金缓蚀剂添加量较大，导致产品气味大，且缓蚀剂单一，容易失效。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于：提供一种集润滑、环保、超高润滑和适用性广等特性于一体的铝合金切削液，适合加工多种铝合金材质，减小污染，节约成本。
11.为此，一方面，本发明提供了一种应用于铝合金材质的超高润滑环保切削液,包括以下重量百分比的组分：
[0012][0013][0014]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0015]
包括以下重量百分比的组分：异丙醇胺4％；三元酸防锈剂5％；苯并三氮唑1％；丙三醇8％；润滑剂8％；妥尔油酸二乙醇酰胺2％；妥尔油4％；异构十三醇聚氧乙烯醚2％；环烷基基础油45％；格尔伯特醇2％；醚羧酸复配剂2％；复合缓蚀剂2％；氢氧化钾1％；疏水性乳化剂2％；余量为水。
[0016]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0017]
水为软水或去离子水。
[0018]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0019]
疏水性乳化剂为marlox rt 42。
[0020]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0021]
润滑剂为聚酯gy
‑
25。
[0022]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0023]
醚羧酸复配剂包括以下重量百分比的组分：醚羧酸35.71％；短链醚羧酸21.43％；长链醚羧酸42.86％。
[0024]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0025]
复合缓蚀剂包括以下重量百分比的组分：金属缓蚀剂26.67％；表面活性剂53.33％；硅氧烷20.00％。
[0026]
另一方面，本发明还提供了一种应用于铝合金材质的超高润滑环保切削液的制备方法，其包括以下步骤：
[0027]
1)根据权利要求1
‑
7任一的配比，准备超高润滑环保切削液的制备材料；
[0028]
2)在250ml烧杯中加入水、异丙醇胺、三元酸、苯并三氮唑、氢氧化钾，常温搅拌直至均匀透明，得到液体a；
[0029]
3)将丙三醇、润滑剂、妥尔油酸二乙醇酰胺、妥尔油、异构十三醇聚氧乙烯醚、环烷基基础油、格尔伯特醇、醚羧酸复配剂、复合缓蚀剂、疏水性乳化剂加入液体a中，在40℃下搅拌至均匀透明。
[0030]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0031]
1、本发明中，采用低温性能好，易乳化，添加剂相溶性好的环烷基基础油，结合异丙醇胺、三元酸、苯并三氮唑、氢氧化钾、丙三醇、润滑剂、妥尔油酸二乙醇酰胺、妥尔油、异构十三醇聚氧乙烯醚、格尔伯特醇、疏水性乳化剂等添加剂，以及醚羧酸复配剂、复合缓蚀剂两个复合的添加剂，经过上述制备方法制备后，最终得到超高润滑环保切削液。超高润滑环保切削液是指润滑性非常好，低浓度也能满足加工需求，不含甲醛、亚硝和苯酚类杀菌剂等有害物质的切削液。本发明中超高润滑环保切削液的优点包括：金属保护性能优异，能满足各种铝合金材质的加工；润滑性好，能满足各种工艺的加工；含甲醛，铝缓蚀剂气味低，不含劣质基础油和添加剂，对人体有好，对环境友好。
[0032]
2、本发明中，采用聚酯gy
‑
25作为润滑剂，此润滑剂具有良好的水解稳定性和热、氧化性能，适用于高温退火，抑制细菌滋生，取代含氯、硫系极压添加剂，避免有毒物质和油雾生成，润滑性好、不污染环境。
[0033]
3、本发明中，醚羧酸复配剂包括以下重量百分比的组分：醚羧酸35.71％；短链醚羧酸21.43％；长链醚羧酸42.86％。醚羧酸的牌号为emulsogen col 100，短链醚羧酸的牌号为akypolf4，长链醚羧酸的牌号为akypo ro 90vg。醚羧酸复配剂具有优异的抗硬水性能，与水中的ca2+，mg2+螯合，并且生成的螯合物有良好的分散作用；低泡性能，使用液不会产生大量泡沫；环保，低毒，且具有优良的生物降解性能。
[0034]
4、本发明中，复合缓蚀剂包括以下重量百分比的组分：金属缓蚀剂26.67％；表面活性剂53.33％；硅氧烷20.00％。金属缓蚀剂的牌号为罗地亚asi80，表面活性剂的牌号为上海壹萨化学ar
‑
80脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯表面活性剂，硅氧烷的牌号为豪尔特化工c101。复合缓蚀剂具有缓释效果，适用范围广，对镁合金有很好的保护作用。
具体实施方式
[0035]
下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0036]
取包括以下重量百分比组分的超高润滑环保切削液的制备材料：异丙醇胺4％；三
元酸防锈剂5％；苯并三氮唑1％；丙三醇8％；聚酯gy
‑
258％；妥尔油酸二乙醇酰胺2％；妥尔油4％；异构十三醇聚氧乙烯醚2％；环烷基基础油45％；格尔伯特醇2％；醚羧酸复配剂2％；复合缓蚀剂2％；氢氧化钾1％；marlox rt 422％；余量为水。
[0037]
按照上述比例将水、异丙醇胺、三元酸、苯并三氮唑、氢氧化钾加入250ml烧杯中，常温搅拌直至均匀透明。然后将丙三醇、聚酯gy
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25、妥尔油酸二乙醇酰胺、妥尔油、异构十三醇聚氧乙烯醚、环烷基基础油、格尔伯特醇、醚羧酸复配剂、复合缓蚀剂、marlox rt 42加入前述均匀透明液体，在40℃下搅拌至均匀透明，制得超高润滑环保切削液。
[0038]
取市面上常见的两款切削液马斯特a型号和泰伦特b型号与本申请中制得的超高润滑环保切削液作对比实验。对比试验中所用的水、水浴循环仪器、攻丝扭矩仪、铝块和实验环境等因素都保持一致，唯一变量是切削液型号不同。
[0039]
实验一：分别将三款切削液配置5％浓度的自来水稀释液，测试常规数据，然后用三种产品5％自来水稀释液做铝浸泡实验(40℃4h)。
[0040][0041]
对比结果：相同环境，相同实验条件下，由三款不同型号切削液所做的金属浸泡实验结果看出，超高润滑切削液能同时满足三种铝合金加工，而a型号切削液不适合七系铝加工，b型号切削液不适合压铸铝和七系铝加工。实验结果表明，超高润滑切削液稳定，铝合金保护性能好，能满足各种铝合金材质加工。
[0042]
实验二：分别将三款切削液配置10％浓度的自来水稀释液，然后用攻丝扭矩仪测试润滑性
[0043]
切削液型号润滑性超高润滑切削液64.5ncm马斯特a型号87.6ncm泰伦特b型号102.5ncm
[0044]
对比结果：相同环境，同样测试方法，由三种不同型号的切削液所做的润滑性实验看出，超高润滑切削液润滑性最优，a型号切削液次之，b型号切削液润滑性最差。结果表明，超高润滑切削液润滑性好，能满足苛刻的加工工艺。
[0045]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。