本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，特別涉及一種全合成切削液。
背景技術(shù)：
金屬切削過程是指動力由機(jī)床提供，坯件上多余的金屬用磨具(或刀具)磨削(或切除)，從而獲得表面質(zhì)量、精度和形狀均符合要求的工件，這樣的過程稱之為金屬切削。切削加工根據(jù)工件的形狀、精度和表面質(zhì)量的不同可分為以下幾種：車、銑、鉆、刨、鏜、絞、拉及磨削等。金屬工件在被切削過程中必然會產(chǎn)生切削熱，然而這種切削熱將引起金屬材料的物理性能、力學(xué)性能發(fā)生變化，當(dāng)材料的性能發(fā)生變化時(shí)反過來也會影響到切削過程本身。切削熱的產(chǎn)生會產(chǎn)生溫度的變化，溫度的變化會使刀具磨損嚴(yán)重、工件加工精度降低和表面質(zhì)量變差等比較惡劣的影響。金屬在被加工切削時(shí)刀具與工件間的摩擦生熱產(chǎn)生高溫，刀具與金屬材料不平整表面的高速接觸，在這些接觸點(diǎn)上就會產(chǎn)生切削高壓，從而導(dǎo)致金屬在進(jìn)行切削時(shí)就有可能造成材料局部的熔焊現(xiàn)象。在某種情況下局部的熔焊現(xiàn)象就會更加嚴(yán)重，如：金屬摩擦系數(shù)較高、表面又很干凈(無氧化膜等)等。為此，正確的進(jìn)行冷卻潤滑、合理的選用金屬加工液對于金屬切削過程非常重要。金屬加工液的正確使用，就不僅能夠切削過程中產(chǎn)生的切削溫度和切削熱都得到大大降低：而且還能延長刀具(或者磨具)等的使用壽命，同時(shí)切削加工效率、工件精度和表面質(zhì)量也會得到提高，從而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。選擇合適的金屬加工液，切削速度可以提高15％-30％，切削加工區(qū)域的溫度下降100-150℃，切削力減小10％-30％，刀具使用壽命延長4-5倍，產(chǎn)品表面粗糙度減低1-2。
金屬切削液是一種工業(yè)用的混合物液體，常常用于金屬加工的過程當(dāng)中，并伴隨冷卻過程，減少刀具與工件之間的摩擦的過程。通常用復(fù)配多種功能助劑來制備所需要的金屬切削液，一般金屬切削液除了要具備良好的冷卻性能，潤滑性能，清洗性能，防銹性能之外，還要有防腐和易稀釋的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的切削液在夏天由于氣溫高濕度大，容易變質(zhì)，而且在冬天由于氣溫低，切削液稀釋困難、防銹性能也會變差等缺點(diǎn)。
金屬切削液按介質(zhì)狀況分為油基金屬切削液和水基金屬切削液兩大類。
油基金屬切削液的主要組分大致分為：基礎(chǔ)油、減壓抗磨劑、其他助劑?；A(chǔ)油一般為提煉油和合成油兩類，但合成油的理化性質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)比礦物油更趨合理。
減壓抗磨劑包括極壓添加劑和油性添加劑。油性添加劑主要有動物油、植物油、硫化油脂、酮類、胺類等。油類添加劑分子具有極性基團(tuán)，可以在加工工件表面形成一層保護(hù)膜，這層吸附膜在金屬加工過程中，具有減壓抗磨的作用，可保護(hù)刀具的磨損，延長刀具的使用壽命，同時(shí)也能提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量。油基切削液的添加劑還有防銹劑、降凝劑、抗泡劑、殺菌劑等。
水基金屬切削液在市場上以濃縮液的形式作為商品出售，加工時(shí)用戶以水按不同比例稀釋后使用，稀釋范圍為50％-95％，這類金屬切削液用于以冷卻為主的金屬加工過程。因?yàn)楣ぷ饕褐写蟛糠只蚪^大部分的成分為水，而水的潤滑性很差，即使?jié)饪s液中有較多的極壓抗磨添加劑，稀釋后這些添加劑濃度已經(jīng)降至很低，因此其工作液的極壓抗磨性不會很高。
水基金屬切削液有三種類型：乳化液、微乳液和化學(xué)水溶液。微乳液和化學(xué)水溶液又稱為半合成和全合成。全合成切削液具有清潔環(huán)保、資源廣闊、易制備等優(yōu)點(diǎn)，是今后金屬加工液的重點(diǎn)發(fā)展方向。美國嘉實(shí)多公司的syntilo9954、美國米拉克龍公司cimtech500等，這些全合成切削液產(chǎn)品的潤滑性及其他加工性能可與乳化液和微乳液、甚至油基切削液相媲美。國內(nèi)現(xiàn)有的全合成切削液在潤滑性、防銹性、使用壽命方面與歐美產(chǎn)品還存在較大差距。目前全合成切削液存在的潤滑性和生物穩(wěn)定性較差、泡沫較多等缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面提供全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：醇胺18-22份、無機(jī)酸1.8-2.2份、有機(jī)酸6-10份、嵌段聚醚22-28份、異噻唑啉類化合物1.5-2.5份、三氮唑類化合物0.1-0.3份、2-嗎啉醇4-5份、環(huán)糊精2-2.5份、水40-50份，所述無機(jī)酸含有硼，所述有機(jī)酸含有8-12個碳原子。
在一些實(shí)施方式中，所述醇胺選自單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺、二丁醇胺、n-丁基二乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、n-乙基二乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、n-叔丁基二乙醇胺、n-甲基二異丙醇胺、n-異丁基二乙醇胺、n-甲基-n-乙基乙醇胺、三異丙醇胺中的至少一種。
在一些實(shí)施方式中，所述醇胺為二乙醇胺與二異丙醇胺的混合物，所述二乙醇胺與二異丙醇胺的重量比為3：1。
在一些實(shí)施方式中，所述無機(jī)酸為硼酸。
在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)酸為新癸酸與癸二酸的混合物，所述新癸酸與癸二酸的重量比為3：1。
在一些實(shí)施方式中，所述嵌段聚醚為環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段聚合物，環(huán)氧丙烷位于嵌段聚醚的兩端。
在一些實(shí)施方式中，所述嵌段聚醚為rpe-1740與rpe-1720的混合物，所述rpe-1740與rpe-1720的重量比為4：1。
在一些實(shí)施方式中，其組成還包括消泡劑。
在一些實(shí)施方式中，所述水中氯離子含量不超過300mg/l。
本發(fā)明的第二方面提供一種如上所述的全合成切削液在金屬加工中的應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí)，以本說明書中的定義為準(zhǔn)。
質(zhì)量、濃度、溫度、時(shí)間、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨(dú)公開了。例如，1-50的范圍應(yīng)理解為包括選自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50的任何數(shù)字、數(shù)字的組合、或子范圍、以及所有介于上述整數(shù)之間的小數(shù)值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、和1.9。關(guān)于子范圍，具體考慮從范圍內(nèi)的任意端點(diǎn)開始延伸的“嵌套的子范圍”。例如，示例性范圍1-50的嵌套子范圍可以包括一個方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。
對金屬的加工，不管是切削或者成形，操作中都產(chǎn)生各種形式的摩擦，并產(chǎn)生大量的熱量，在絕大多數(shù)情況下必須加入起潤滑和冷卻作用的金屬加工液，以改善摩擦狀態(tài)和帶走產(chǎn)生的大部分熱量，使加工能正常進(jìn)行，延長刀具或模具的使用壽命。
在切削中，刀尖-工件、前刀面-切屑、后刀面-工件都產(chǎn)生不同形式的摩擦，若不采用合適的切削液進(jìn)行潤滑，就不能使切削進(jìn)行下去或切削效果差。由于摩擦而使切削能耗大，刀具或模具產(chǎn)生磨損，刀具壽命短和加工誤差大。前刀面-切屑部位的溫度高，摩擦容易產(chǎn)生滯留層和積屑，降低切削速度和工件表面質(zhì)量。后刀面-工件部位的溫度中等，容易出現(xiàn)鱗刺現(xiàn)象，從而降低工件表面質(zhì)量。在工具的部位溫度較高，容易產(chǎn)生磨損和損壞，降低刀具或模具壽命。成形中的毛坯-沖頭邊緣區(qū)的溫度中等，容易出現(xiàn)燒結(jié)，即毛坯與模具燒結(jié)。金屬加工中的摩擦較為復(fù)雜，金屬加工液通過其潤滑作用，降低加工中的摩擦，從而解決其負(fù)影響。在成形中，模具和工件之間的摩擦也十分苛刻，潤滑不當(dāng)會使模具直接損壞或模具與工件產(chǎn)生燒結(jié)。
金屬加工時(shí)由于剪切撕裂及塑性變形產(chǎn)生熱量和摩擦產(chǎn)生的熱量，使工具、切屑和工件溫度上升，有的部位溫度很高，高溫使工具硬度下降、工件變形，影響加工效果。因此，需要盡量通過金屬加工液的流動，把刀具、屑、工件等的熱量帶走，降低這些部位的溫升。不同的加工工藝，對冷卻的要求也不一樣。如磨削中，砂輪的傳熱性能比車削的金屬刀具差得多，需要金屬加工液帶走更多的熱量，磨屑的熱量也由金屬加工液帶走。因而用于磨削的金屬加工液的冷卻作用要更強(qiáng)。在成形加工中，除了上述熱源外，熱軋、熱鍛等由高溫工件也帶來熱量，其金屬加工液也要有更好的冷卻作用。通過改善摩擦而降低由摩擦而產(chǎn)生的熱量，也間接起到冷卻作用。
切屑若不能及時(shí)從工作區(qū)排走，切削就不能繼續(xù)進(jìn)行，一方面切屑會堆積在刀具和工件之間的窄小空間，使切削不能繼續(xù)進(jìn)行，尤其在深孔鉆中最為典型。另一方面影響切削質(zhì)量，如使表面光潔度變差，降低切削質(zhì)量。最后，切屑能增大工具的磨損和損壞。金屬加工液降低切屑與工件和刀具的摩擦，加速排屑速度，也通過作為液體的金屬加工液的流動，把切屑及時(shí)從工作區(qū)帶走，有的是利用有壓力的金屬加工液的噴射把屑沖出，有的是金屬加工液具有良好的沉降性能，使細(xì)小的磨屑迅速沉降而不要懸浮在金屬加工液中再循環(huán)到加工區(qū)。
加工后的工件需要進(jìn)行下一工序的加工，在車間或半成品倉庫做短期存放，這些表面有一層金屬加工液膜的工件應(yīng)有短期防銹效果，不會在進(jìn)行再加工前產(chǎn)生銹蝕。
本發(fā)明的第一方面提供全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：醇胺18-22份、無機(jī)酸1.8-2.2份、有機(jī)酸6-10份、嵌段聚醚22-28份、異噻唑啉類化合物1.5-2.5份、三氮唑類化合物0.1-0.3份、2-嗎啉醇4-5份、環(huán)糊精2-2.5份、水40-50份，所述無機(jī)酸含有硼，所述有機(jī)酸含有8-12個碳原子。
所述環(huán)糊精優(yōu)選為β-環(huán)糊精。
金屬加工液應(yīng)具有良好的潤滑性能、冷卻性能、潤濕性和滲透性、防銹性、消泡性、防霉性、低油霧、清洗性和退火清凈性。
發(fā)生在切削過程中的摩擦磨損較為復(fù)雜，既有流體潤滑，又有邊界潤滑，又有介于流體潤滑與邊界潤滑之間的混合潤滑，還有彈性流體潤滑。不同的切削工藝，同一切削工藝而切削速度不同，工件材質(zhì)不同時(shí)，各種潤滑性太的比例并不相同，因此滿足金屬加工液的潤滑要求的難度很大。
由于金屬加工中產(chǎn)生大量的熱，切削中告訴鋼刀具的溫度達(dá)260-500℃，碳化鎢刀具溫度達(dá)到427-650℃，要求金屬加工液有良好的冷卻性能。金屬加工液冷卻性能與其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和氣化熱有關(guān)，也與潤濕性有關(guān)。
切削時(shí)從時(shí)間上應(yīng)是摩擦發(fā)生在潤滑劑到達(dá)之前，若潤滑劑不能及時(shí)到達(dá)摩擦區(qū)域，則潤滑劑的性能再好也沒有用。因此要求金屬加工液有較好的滲透性。也要配合合適的潤滑劑供應(yīng)方式，如高壓噴射、油浴、浸泡等。為了改變液體對固體表面的潤濕性能，常在液體中加入一些陰離子表面活性劑，既能在固體表面發(fā)生吸附，又提高液體的潤濕能力。
加工后的工件表面都是材料的新鮮表面，沒有任何保護(hù)，極易受到環(huán)境的攻擊而被損害，一是空氣中的氧和潮濕會使表面的金屬生成氧化物或造成銹蝕。二是切削液中的添加劑特別是極壓添加劑中，很多含有較活潑的硫或氯，也可與金屬生成質(zhì)地疏松的硫化物或氯化物，使工件在工序間具有防銹性。
金屬加工液的添加劑中，含有較多的表面活性劑，其中有一些會促使泡沫生成，而金屬加工液在流動中和工件或刀具旋轉(zhuǎn)中會夾入空氣，提供生成氣泡的條件。液體中的泡沫會使液體供應(yīng)不連續(xù)，降低冷卻和潤滑性，擴(kuò)大與空氣的接觸面積以加快液體的衰敗，因此金屬加工液應(yīng)具有良好的消泡性。
水基金屬加工液中含有脂肪類的有機(jī)物和細(xì)菌的營養(yǎng)物，使用中易滋生細(xì)菌而發(fā)臭，因此需要有較強(qiáng)的防霉能力。
金屬加工液在一些工件或工具旋轉(zhuǎn)性的加工工藝中，也被飛濺到周圍環(huán)境，操作人員長期吸入或與皮膚接觸，影響身體健康，除了加強(qiáng)降油霧措施外，金屬加工液本省也應(yīng)有降油霧功能。
工件在最后一道加工后，有的作為成品進(jìn)行包裝或裝配，有的進(jìn)行防銹、涂漆等，在此以前都要用堿、洗滌劑、溶劑等清洗工序把工件表面的加工潤滑劑清除掉，這些潤滑劑膜的存在妨礙防銹和涂漆的質(zhì)量，因此要求金屬加工液具有良好的清洗性能。
有的加工如有色金屬軋制后要退火處理，處理后的金屬表面應(yīng)光亮潔凈，因此要求潤滑劑有較好的揮發(fā)性、較低的殘?zhí)?，高溫下不能有沉積物附留在金屬表面。
全合成切削液的主要成分為水和其它功能添加劑。其它添加劑包括極壓抗磨劑、油性劑、抗氧劑、防霉劑、防腐劑、防銹劑、防霧劑、消泡劑、乳化劑等。
含硫極壓添加劑是金屬加工液中最常用甚至用量最大的添加劑，一般是硫化烴類或硫化脂肪，其性能與硫化工藝、烴類結(jié)構(gòu)和含硫量有關(guān)。硫可以分為活性硫和非活性硫，活性硫能侵蝕有色金屬，特別是銅，因而只能用在黑色金屬的加工液配方中。而非活性硫?qū)τ猩饘俜€(wěn)定，可用于有色金屬的加工液配方。
金屬加工中活性硫有較好的極壓性能，抑制工具與工件間的燒結(jié)、拉傷等很有效。而非活性硫有中等的極壓性能，良好的潤滑性能，適用于成形加工或與活性硫添加劑配合使用。硫化脂肪酸或硫化動植物油大多含硫在10％以下，屬于非活性硫，有很好的油性和潤滑性能，但色深，硫化氫味重。有的硫化脂肪酸含硫量在15％-26％，其中含部分非活性硫約10％，其余為活性硫，兼有二者性能，使用起來較方便。
難加工材料在切削加工過程中以邊界潤滑為主。在極壓潤滑狀態(tài)下，為了保證高溫下的邊界膜不被破壞，需要在切削液中添加極壓添加劑來維持潤滑膜強(qiáng)度，解決高溫下的潤滑問題。常用的極壓添加劑為含硫、磷、氯等的有機(jī)化合物。但發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在全合成切削液中，采用水溶性的硫、磷、氯極壓劑效果都不太理想。
金屬切削時(shí)工件或工具的旋轉(zhuǎn)使切削液飛濺起來形成霧狀，污染工作環(huán)境，進(jìn)到操作員的呼吸系統(tǒng)和皮膚，影響人體健康。要降低油霧，除了有抽風(fēng)排霧等裝置外，還要使切削液的成霧能力下降，一方面是使油滴體積變大，另一方面是使油滴變重，這就成不了霧狀而近距離降落。防霧劑常用高分子聚合物，如高分子量聚異丁烯。
金屬加工液中含很多表面活性劑，其中有些能使液體起泡，在循環(huán)使用時(shí)與空氣攪在一起產(chǎn)生大量泡沫，泡沫會使油泵抽空，造成供油失效而缺乏潤滑，也加速油的氧化和水基液的霉變。這時(shí)應(yīng)加入少量消泡劑。它能改變液體界面的表面張力，使氣泡破裂而消泡，這些消泡劑一般為硅氧烷化合物。
銅等有色金屬不但在油品氧化中起催化作用，能加速氧化反應(yīng)，而且它本身對硫等活性元素也很敏感，易受到攻擊而被腐蝕，產(chǎn)生點(diǎn)蝕、變色等，金屬鈍化劑能與金屬離子生成螯合物，在金屬表面生成保護(hù)膜，不但抑制了金屬在氧化中的催化作用，也抑制了有色金屬的腐蝕。
由于全合成切削液不含油，且滲透力、清洗力較強(qiáng)，易使機(jī)床、刀具及加工件等產(chǎn)生銹蝕，而有的加工工件在工序間停留時(shí)間較長，因此對全合成切削液的防銹性能要求更加苛刻。亞硝酸鈉因防銹性好且價(jià)廉常被用作防銹劑，但亞硝酸鈉與有機(jī)胺反應(yīng)會生成致癌物質(zhì)亞硝胺。
防銹劑的防銹原理是在金屬表面形成一層或多層保護(hù)層，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬表面接觸。因此防銹劑大多采用一些極性物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一端是極性很強(qiáng)的基團(tuán)，具有親水性；另一端是非極性的烷基，具有疏水性。當(dāng)含有防銹劑的溶液與金屬接觸時(shí)，防銹劑分子中的極性基團(tuán)能吸附于金屬表面，而疏水性的烴基在金屬表面形成保護(hù)膜，防止水分侵蝕金屬表面，起到防銹作用。常用的水溶性防銹劑有無機(jī)鹽和有機(jī)物兩類。無機(jī)鹽主要為亞硝酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽等，其中亞硝酸鹽、磷酸鹽因其毒性而限制使用，硅酸鹽易成凝膠，鉬酸鹽價(jià)格昂貴，硼酸鹽單獨(dú)使用時(shí)防銹性能不理想。此外，堿性防銹劑對酸性物質(zhì)具有中和作用，可使金屬免受酸的侵蝕。
水基合成切削液在使用過程中，混入的各種潤滑油成分、灰塵、稀釋水中的ca2+，mg2+，k+，so42-，cl-，po43-等離子將成為微生物的營養(yǎng)素，會導(dǎo)致細(xì)菌和微生物的滋長，使加工液變質(zhì)，使用壽命縮短，故有必要添加適當(dāng)?shù)姆栏瘹⒕鷦?/p>
不管是油基還是水基，只要是循環(huán)使用的，使用中就會氧化降解，效果下降，換油期縮短，因此都要加入抗氧劑，降低降解速度延長使用壽命。常用的抗氧劑有屏蔽酚型和胺型兩種?？寡鮿┮种蒲趸臋C(jī)理是把氧化的中間產(chǎn)物過氧化物分解，使反應(yīng)鏈不再繼續(xù)發(fā)展，或者直接使自由基終止。酚型及胺型的作用機(jī)理均是直接使自由基終止。
水基金屬加工液的主要成分是水，若水中含有一些其它物質(zhì)如礦物質(zhì)、碳酸鹽、氯化物、雜質(zhì)等，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會影響產(chǎn)品的使用和壽命。一般使用的水要求中性或接近中性，無色、無味、透明，低硬度，氯離子含量小于200mg/l，硫酸根離子含量小于400mg/l。硬度越大，對乳液的外觀影響最大，也就是乳化穩(wěn)定性越差，對消泡稍有改善，潤滑性稍差，抗微生物性稍差，因此有的合成切削液要加抗硬劑，即軟水劑。
作為商品的合成切削液是濃縮液，由用戶用水稀釋為工作液使用，由于終端用戶地理位置和環(huán)境各有不同，水質(zhì)相差較大，他們采用當(dāng)?shù)氐淖詠硭M(jìn)行稀釋較為方便，而自來水只能達(dá)到食用衛(wèi)生要求，硬度并不限制。因此要求用戶采用硬度符合要求的水稀釋為工作液不現(xiàn)實(shí)，只能讓合成切削液適應(yīng)硬度大的硬水條件。
乳化劑使油和水混合后變成乳狀液，這類乳化劑都為表面活性劑，能改變液體的表面張力，形成油包水或水包油的乳狀液。從成本而言，通常采用陰離子型乳化劑。在金屬切削加工中，影響邊界潤滑的因素很多，潤滑劑的油性是主要因素之一，潤滑劑的油性是通過其極性分子在金屬表面的吸附作用來實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的水基切削液常使用油酸等長碳鏈脂肪酸作為油性劑，但該類脂肪酸帶有不飽和鍵，生物穩(wěn)定性較差，且與堿皂化后形成的脂肪酸皂抗硬水性能較差。
在一些實(shí)施方式中，所述醇胺選自單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺、二丁醇胺、n-丁基二乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、n-乙基二乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、n-叔丁基二乙醇胺、n-甲基二異丙醇胺、n-異丁基二乙醇胺、n-甲基-n-乙基乙醇胺、三異丙醇胺中的至少一種。
在一些實(shí)施方式中，所述醇胺為二乙醇胺與二異丙醇胺的混合物，所述二乙醇胺與二異丙醇胺的重量比為3：1。
在一些實(shí)施方式中，所述無機(jī)酸為硼酸。
在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)酸為新癸酸與癸二酸的混合物，所述新癸酸與癸二酸的重量比為3：1。
在一些實(shí)施方式中，所述嵌段聚醚為環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段聚合物，環(huán)氧丙烷位于嵌段聚醚的兩端。
在一些實(shí)施方式中，所述嵌段聚醚為rpe-1740與rpe-1720的混合物，所述rpe-1740與rpe-1720的重量比為4：1。
在一些實(shí)施方式中，其組成還包括消泡劑。
在一些實(shí)施方式中，所述水中氯離子含量不超過300mg/l。
全合成切削液和油性切削液相比，潤滑性和防銹性相對而言受到局限。本發(fā)明將硼酸、新癸酸、癸二酸和二乙醇胺、二異丙醇胺進(jìn)行充分混合，特別是二乙醇胺與二異丙醇胺選取特定的比例，能夠讓全合成切削液具有較好的防腐蝕效果。嵌段聚醚優(yōu)選為rpe-1740與rpe-1720的重量比為4：1的混合物。rpe-1740溶于水，rpe-1720在水中溶解性較差，在一定的ph下能夠使rpe-1740和rpe1720均溶解。rpe-1740與rpe-1720以特定重量比混合后，能夠使本發(fā)明的全合成切削液體系取得比較好的潤滑性。
所述異噻唑啉類化合物優(yōu)選為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮。所述三氮唑類化合物優(yōu)選為苯并三氮唑。1,2-苯并異噻唑啉-3-酮與苯并三氮唑的組合能夠有效抑制微生物的增殖對切削液穩(wěn)定性造成的破壞。
所述消泡劑優(yōu)選為二甲基硅油。
發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明提供的全合成切削液中加入2-嗎啉醇和環(huán)糊精，能明顯提高防氧化能力和穩(wěn)定性。發(fā)明人推測可能是因?yàn)?-嗎啉醇具有一定的還原性，并且氮、氧都具有孤對電子，能夠和金屬的空軌道產(chǎn)生作用。環(huán)糊精具有空腔，能夠和有機(jī)分子形成疏油作用力，2-嗎啉醇、環(huán)糊精能夠提高全合成切削液各組分的結(jié)合力，進(jìn)而提高全合成切削液的穩(wěn)定性，在高溫下存放也不會出現(xiàn)分層或渾濁等現(xiàn)象。rpe-1740與rpe-1720以重量比4：1混合后，能比現(xiàn)有技術(shù)中采用油酸或peg400的乳化性更好。
本發(fā)明的第二方面提供一種如上所述的全合成切削液在金屬加工中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供的全合成切削液的制備方法為將各組成成分混合均勻后，即得。
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、rpe-174020份、rpe-17205份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
實(shí)施例2
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺2份、二異丙醇胺20份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、rpe-174020份、rpe-17205份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
實(shí)施例3
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸2份、癸二酸8份、rpe-174020份、rpe-17205份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
實(shí)施例4
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、rpe-17408份、rpe-172020份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
對比例1
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、rpe-174020份、rpe-17205份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
對比例2
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、rpe-174020份、rpe-17205份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
對比例3
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、rpe-174020份、rpe-17205份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、二甲基硅油0.1份、水43份。
對比例4
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、油酸25份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
對比例5
全合成切削液，以重量份計(jì)，其組成包括：二乙醇胺15份、二異丙醇胺5份、硼酸2份、新癸酸6份、癸二酸2份、peg40025份、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮2份、苯并三氮唑0.2份、2-嗎啉醇5份、β-環(huán)糊精2.5份、二甲基硅油0.1份、水43份。
測試方法
1.穩(wěn)定性測試。實(shí)施例1-4及對比例1-5中分別采用的水中氯離子含量為280±5、220±5、180±5、120±5mg/l。將實(shí)施例1-4及對比例1-5分別取50ml置于100ml具塞量筒中，將其放于70℃的恒溫干燥箱中5h，取出后冷卻到室溫，放置3h，再置于-12℃的低溫冰箱中24h，取出后靜置至室溫。1h后進(jìn)行評定，記錄現(xiàn)象：澄清、渾濁、分層。
2.防腐蝕性測試。
實(shí)施例1-4及對比例1-5中的水中氯離子含量為200±5mg/l。按照gb/t6144-2010對實(shí)施例1-4及對比例1-5進(jìn)行測試。采用的試片為鑄鐵片和紫銅。試片為鑄鐵片時(shí)，評價(jià)為：a級，無銹，光澤如新；b級，無銹但輕微失光；c級，輕銹和輕微失光；d級，重銹或嚴(yán)重失光。試片為紫銅時(shí)，評價(jià)為：a級，無銹，光澤如新；b級，輕度變色；c級，中度變色；d級，重度變色。
3.防銹性測試。
實(shí)施例1-4及對比例1-5中的水中氯離子含量為200±5mg/l。按照gb/t6144-2010對實(shí)施例1-4及對比例1-5進(jìn)行單片防銹性測試。用滴液管吸取試液，按梅花格式滴入五滴，于試片磨光面上，每滴直徑約為4-5mm。然后將試片置于干燥器隔板上(注意不要堵孔)，合上干燥器蓋，置于已恒溫到35±2℃的恒溫箱內(nèi)，連續(xù)試驗(yàn)到規(guī)定時(shí)間取出試片，進(jìn)行觀察。記錄為：a級，五滴全無銹；b級，四滴無銹；c級，三滴無銹；d級，四-五滴全銹。
測試結(jié)果列于下表。
前述的實(shí)例僅是說明性的，用于解釋本發(fā)明的一些特征。所附的權(quán)利要求旨在要求可以設(shè)想的盡可能廣的范圍，且本文所呈現(xiàn)的實(shí)施例僅是根據(jù)所有可能的實(shí)施例的組合的選擇的實(shí)施方式的說明。因此，申請人的用意是所附的權(quán)利要求不被說明本發(fā)明的特征的示例的選擇限制。而且在科技上的進(jìn)步將形成由于語言表達(dá)的不準(zhǔn)確的原因而未被目前考慮的可能的等同物或子替換，且這些變化也應(yīng)在可能的情況下被解釋為被所附的權(quán)利要求覆蓋。