本發(fā)明涉及金屬壓力加工用水基切削液，具體涉及一種用于金屬加工用的水基切削液及其制備方法。
背景技術(shù)：
：目前機(jī)械行業(yè)里大多采用乳化油及其它品種的切削液，性能較差，難以滿足加工工藝的冷卻、潤滑等要求。尤其是高溫下其中的活性硫化物分解、蒸發(fā)，使得操作環(huán)境惡劣。據(jù)介紹，我國每年還要花相當(dāng)外匯，從國外進(jìn)口高檔的潤滑冷卻液，以滿足一些精加工工藝的需要。優(yōu)良的切削液應(yīng)具有符合工藝要求的冷卻、潤滑、防銹、清洗功能，不起泡、無毒性、不變質(zhì)、無污染、高極壓性等。切削液的研制是根據(jù)金屬防銹和潤滑理論來進(jìn)行配方設(shè)計的。水的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量都很大，是理想的冷卻介質(zhì)，礦物油具有消泡和成膜的作用，是極壓劑、油性劑、防銹劑等添加劑的主要載體。常用的極壓添加劑有硫化植物油、磷酸酯、氯化石蠟、氯化脂肪酸等。選用合適的極壓添加劑也是制得高效金屬切削液的關(guān)鍵。參考國內(nèi)專利號：201010296416，公開了一種水溶性切削液，其按重量百分比由以下組分組成：油酸－2－乙基己基酯15～25％、3，5，5－三甲基己酸2～8％、癸二酸3～10％、單乙醇胺5～10％、三乙醇胺15～20％、二甘醇5～10％、一異丙醇胺3～10％、聚乙二醇600：15～20％、水20～30％；本發(fā)明還公開了一種水溶性切削液的制備方法，包括步驟：取油酸－2－乙基己基酯、單乙醇胺、3，5，5－三甲基己酸和部分水混合反應(yīng)得到醇胺合成脂混合物A；取癸二酸、三乙醇胺、一異丙醇胺和其余水混合反應(yīng)得到醇胺合成脂混合物B；將二甘醇、聚乙二醇600、醇胺合成脂混合物A和醇胺合成脂混合物B混合反應(yīng)得到成品。此方法需要分兩步反應(yīng)混配而成，比較麻煩。且不含極壓劑，對于較難加工的金屬部件不易加工。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬加工用的水基切削液及其制備方法。該制備方法簡便，得到的水基切削液潤滑性能優(yōu)良，防腐防銹性好，殘留少，能滿足各類金屬的切削加工。特別是極壓性高，對于較難加工的金屬部件比較容易加工。為了解決本發(fā)明提出的技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種金屬加工用的水基切削液，其特征在于：按重量百分比計其組成為：所述的含磷極壓劑為可乳化的亞磷酸雙烷基酯，其結(jié)構(gòu)通式為其中，R1、R2的碳原子數(shù)為12-14，其分子量為400-450。按上述方案，所述的油性劑為季戊四醇四油酸酯。按上述方案，所述的礦物油為7#白油、10#白油、20#白油中的一種。按上述方案，所述的乳化劑為二乙醇胺、三乙醇胺、C12脂肪胺聚氧乙烯(10)醚、聚乙二醇(400)單油酸酯、二甘醇、乙醇中任意兩種或兩種以上的混合物。按上述方案，所述的防銹劑為5-甲基苯并三氮唑，苯并三氮唑，磷酸乙醇胺鹽、磷酸三乙醇胺鹽、硼酸乙醇胺鹽、鉬酸鈉或鉬酸鉀中任意兩種或兩種以上的混合物。按上述方案，所述的防霉劑為六氫化-1,3,5三(羥乙基)-均三嗪，1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、(2-吡啶巰醇-1-氧化物)鈉中的一種或兩種的混合物。按上述方案，所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。所述的金屬加工用的水基切削液的制備方法，其特征在于：將油性劑與含磷極壓劑、礦物油、乳化劑升溫至90～120℃，不斷攪拌，然后冷卻到40℃以下，再加入防霉劑、防銹劑、消泡劑，攪拌均勻即得產(chǎn)品。本發(fā)明所述的油性劑是在金屬加工中，較低負(fù)荷下，于金屬表面形成一層較薄的吸附膜而產(chǎn)生潤滑作用，而極壓劑則是在金屬加工過程中，較高負(fù)荷下，極壓元素與金屬表面形成致密的化學(xué)薄膜而產(chǎn)生潤滑效果的。所采用的乳化劑，是由許多不同的表面活性劑所組成，是構(gòu)成高效金屬切削液的關(guān)鍵成分。這樣的表面活性劑，具有極性和非極性兩個基團(tuán)，極性基團(tuán)親水，非極性基團(tuán)親油，表面活性劑易把水和油連接起來，并吸附在油水界面的表面上，可在金屬表面形成一層吸附膜，降低界面的表面張力，能較好地把金屬表面與空氣、潮氣等介質(zhì)隔開，起到緩蝕作用，并可提高潤滑性及耐負(fù)荷能力。添加少量的極壓添加劑和油性劑，能降低刀具與工件間的摩擦力，以減少摩擦熱。以水為介質(zhì)的切削液，所以在配方中加入有效的防銹劑，以滿足加工件和機(jī)床對防銹的要求，而產(chǎn)生金屬腐蝕有化學(xué)和電化學(xué)兩種，并往往同時發(fā)生。一般來說，對于化學(xué)腐蝕，可采用石油環(huán)酸鋅、油酸、三乙醇胺等油溶性有機(jī)化合物作為吸附型防銹劑；對于電化學(xué)腐蝕，可用亞硝酸鈉、磷酸三鈉、酒石酸等在金屬表面形成純化膜的鹽類作防銹劑。本發(fā)明選用有機(jī)防銹劑更為合適，如脂肪胺、脂肪酸皂、石油磺酸鹽、咪唑啉及其衍生物等。另外，還應(yīng)添加適量的螯合劑及其它助劑，以保證乳化液的穩(wěn)定性。本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明提供的水基切削液潤滑性能好，用于各類金屬的切削加工，金屬件光亮，防銹期長，表面殘留量少。(2)該水基切削液的制備方法工藝簡便。經(jīng)反復(fù)試驗篩選，研制出ZWG-7金屬切削液具有優(yōu)良的防銹、潤滑、冷卻及清洗性能，可廣泛用于鋼、鑄鐵、銅、鋁、不銹鋼及其它材料的機(jī)械加工。常用濃度為6～7％，使用濃度低。性能穩(wěn)定優(yōu)異，特別是防銹性好，加工件60天內(nèi)無銹斑，極壓性高，加工精度可提高1～2級別，最大無卡咬PB值高于國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值(70kg)，不變質(zhì)可循環(huán)使用。對配制用水要求不嚴(yán)，可與自來水或井水配制使用，有較好的抗硬水性能具體實施方式首先對本發(fā)明各實施例共同采用的極壓劑作一些具體說明：所述的極壓劑為亞磷酸雙十二烷基酯。亞磷酸雙十二烷基酯的制備：在耐壓反應(yīng)釜中，將三氯化磷27.4kg和三氯甲烷20L均勻混合后加入加料器中，在45℃條件下，將其滴加到正十二醇130.4kg與三氯甲烷40L混合液中，1小時滴完，然后升溫至80℃，保持反應(yīng)2小時，結(jié)束反應(yīng)，先進(jìn)行常壓蒸餾，蒸出溶劑進(jìn)行回收利用，再進(jìn)行減壓蒸餾，減壓蒸餾到200℃，將未反應(yīng)的正十二醇與生成的鹵代十二烷蒸餾出來，最終得到目標(biāo)產(chǎn)物亞磷酸雙十二烷基酯(DHP)。將亞磷酸雙十二烷基酯、季戊四醇四油酸酯、礦物油、復(fù)配高性能乳化劑，在90-100℃，高速攪拌一小時，然后冷卻到40℃以下，再加入防霉劑、防銹劑、消泡劑，攪拌均勻即得黃褐色透明狀ZWG-7金屬切削液。實施例1分別按表1中的各組分含量，將季戊四醇四油酸酯、亞磷酸雙十二烷基酯、10#白油、聚乙二醇(400)單油酸酯和二乙醇胺混合，升溫至90～120℃，不斷攪拌，然后冷卻到40℃以下，再加入六氫化-1,3,5三(羥乙基)-均三嗪、磷酸乙醇胺鹽、5-甲基苯并三氮唑和硅消泡劑，攪拌均勻即得產(chǎn)品。表1組分含量(重量百分?jǐn)?shù)％)季戊四醇四油酸酯25亞磷酸雙十二烷基酯3010#白油15聚乙二醇(400)單油酸酯20二乙醇胺5.0磷酸乙醇胺鹽2.55-甲基苯并三氮唑0.20硅消泡劑0.10六氫化-1,3,5三(羥乙基)-均三嗪1.5本實施例的金屬加工用水基切削液，在中國船舶重工集團(tuán)第715所的美國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床CPL-20進(jìn)行兩個月的切削試驗。其應(yīng)用結(jié)果如下：1.使用濃度低，實際含固量為7％。乳液無味，無泡沫。透明度好，易于觀察。2.良好的潤滑性，提高了工件的表面光潔度，刀具壽命長。3.良好的防銹性能，對機(jī)床和工件有較好的防銹作用。4.無不良刺激性氣味，無飛沫，不冒煙，改善了操作環(huán)境。5.水基稀釋液穩(wěn)定，不易變質(zhì)，使用周期長。消耗量低。實施例2分別按表2中的各組分將季戊四醇四油酸酯、亞磷酸雙十二烷基酯、20#白油、聚乙二醇(400)單油酸酯和二乙醇胺混合，升溫至90～120℃，不斷攪拌，然后冷卻到40℃以下，再加入六氫化-1,3,5三(羥乙基)-均三嗪、磷酸乙醇胺鹽、5-甲基苯并三氮唑和硅消泡劑，攪拌均勻即得。表2組分含量(重量百分?jǐn)?shù)％)季戊四醇四油酸酯20.0亞磷酸雙十二烷基酯30.020#白油20.0聚乙二醇(400)單油酸酯18.5二乙醇胺5.5磷酸乙醇胺鹽2.55-甲基苯并三氮唑0.30硅消泡劑0.10六氫化-1,3,5三(羥乙基)-均三嗪1.5本實施例的金屬加工用水基切削液，在中國船舶重工集團(tuán)第717所的瑞典產(chǎn)高精度數(shù)控坐標(biāo)磨削機(jī)床HAUSER-S-55進(jìn)行兩個月的切削試驗。其應(yīng)用結(jié)果如下：1.具有良好的磨削沉降性，良好的冷卻、洗滌性能，加工過程中砂輪銳性保持良好，砂輪修整后使用時間較長。2.使用范圍廣，潤滑性能良好。試驗期間用于多種黑色及有色金屬的加工，加工出的工件表面質(zhì)量為優(yōu)秀。3.使用濃度低，實際含固量為7％。乳液無味，無泡沫。透明度好，易于觀察。4.水基稀釋液穩(wěn)定，不易變質(zhì)，使用周期長。消耗量低。5.良好的防銹性能，對機(jī)床和工件有較好的防銹作用。開車性能好，乳液配好后即可使用，無不良刺激性氣味，對人體肌膚無不良的接觸性刺激，使用過程中不冒煙。當(dāng)前第1頁1 2 3