專利名稱:抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法。
背景技術(shù)：
在金屬的加工過(guò)程中，通常需要在加工工件和工具之間加入適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑，以起到潤(rùn)滑、冷卻、防銹和清洗等作用。實(shí)際應(yīng)用中，通常需要加入一些化合物以延長(zhǎng)潤(rùn)滑劑的使用壽命。而對(duì)以鈷為粘結(jié)劑硬質(zhì)合金的加工而言，由于這些加入的化合物中通常含有硫、氯、羧基和羥基等基團(tuán)，會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)合金中鈷的滲出。該腐蝕不僅影響工件或刀具的外觀、尺寸以致性能，潤(rùn)滑劑中高濃度的鈷離子還會(huì)危害人體健康。
國(guó)外自20世紀(jì)80年代就開(kāi)展了相關(guān)工作。John M.McChesney等在US4315889中公開(kāi)了一種通過(guò)特別加入三氮唑或噻二唑類化合物有效抑制鈷滲出的方法。Skld Rolf等在US4976919中介紹了通過(guò)烷基醇胺類物質(zhì)起到抑鈷的作用。Skld Rolf在專利US6432890中將單或二烷基磷酸酯與烷基醇胺復(fù)合使用，可以進(jìn)一步改善金屬加工液的抑鈷效果。但含磷的水溶性切削液廢液排放易使水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖帶來(lái)危害。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有常用切削液在含鈷硬質(zhì)合金加工過(guò)程中鈷易滲出。本發(fā)明提供一種新的抑制含鈷硬質(zhì)合金加工過(guò)程中鈷滲出的方法。該方法具有優(yōu)良的抑制鈷滲出性能，同時(shí)具有良好的殺菌效果及具有良好的防銹性能的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種抑制金屬加工中鈷滲出的方法，在含鈷金屬加工過(guò)程中，在加工用切削液原液中加入嗎啉類化合物，嗎啉類化合物在切削液中的重量百分比濃度為0.5～10％，其中嗎啉類化合物具有(I)或(II)的化學(xué)通式
式(I)中R選自含1～16個(gè)碳原子的烴基，式(II)中n為1～4的整數(shù)。
上述技術(shù)方案中，嗎啉類化合物在金屬加工切削液中的重量百分比濃度優(yōu)選范圍為2～8％；式(I)中R優(yōu)選方案選自含6～14個(gè)碳原子的烴基，式(II)中n優(yōu)選取值為1或2。切削液優(yōu)選方案為以重量百分比計(jì)切削液原液中還包括以下組分a)1～40％的防銹劑；b)1～80％的醇胺、無(wú)機(jī)堿或其混合物；c)余量的水、基礎(chǔ)油或其混合物。防銹劑優(yōu)選方案選自硼酸、脂肪酸、對(duì)叔丁基苯甲酸中的至少一種，其中脂肪酸選自含2～18個(gè)碳原子的一元或二元羧酸中的至少一種，優(yōu)選方案為含4～12個(gè)碳原子的一元或二元羧酸中的至少一種；以重量百分比計(jì)，防銹劑的用量?jī)?yōu)選范圍為3～30％；醇胺優(yōu)選方案選自三異丙醇胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或乙基二乙醇胺中的至少一種，無(wú)機(jī)堿選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種，以重量百分比計(jì)醇胺、無(wú)機(jī)堿或其混合物的用量為3～60％?；A(chǔ)油優(yōu)選方案選自礦物型基礎(chǔ)油或合成型基礎(chǔ)油中的至少一種。切削液優(yōu)選方案為以重量百分比計(jì)切削液原液中還包括選自0.5～10％的極壓劑、0.5～20％的表面活性劑、0.001～5％的抗泡劑或0.005～5％的偶合劑中的至少一種，其中極壓劑優(yōu)選方案選自硫化豬油、磺化或硫化植物油中的至少一種，以重量百分比計(jì)極壓劑的用量?jī)?yōu)選范圍為1～8％；表面活性劑優(yōu)選方案為選自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯、多元醇酯、磺酸鈉或醇胺皂中的至少一種，以重量百分比計(jì)表面活性劑的用量?jī)?yōu)選范圍為1％～8％；抗泡劑優(yōu)選方案選自聚醚類抗泡劑或乳化硅油中的至少一種，以重量百分比計(jì)抗泡劑的用量?jī)?yōu)選范圍為0.005～0.1％；偶合劑優(yōu)選方案選自異丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一種，以重量百分比計(jì)偶合劑的用量?jī)?yōu)選范圍為0.01～3％。本發(fā)明中所述的金屬加工切削液濃縮液加工用的重量百分比濃度為切削液濃縮液的2～15％，優(yōu)選范圍為3～10％。
本發(fā)明中由于嗎啉類化合物能夠在金屬加工表面形成保護(hù)層，從而能夠起到抑制鈷滲出和防銹的效果；另外由于嗎啉化合物為甾醇合成抑制劑類殺菌劑，因此具有較好的殺菌、抑菌效果。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)在金屬加工切削液中加入嗎啉類化合物，用于含鈷硬質(zhì)合金的加工過(guò)程，其抑鈷性能達(dá)到＜15ppm的效果，同時(shí)具有較好的殺菌效果和防銹性能，取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
按照表1中的質(zhì)量百分比，分別稱取6克N-正十三烷基嗎啉、3克月桂酸、7.5克壬酸、5克二甲基乙醇胺、3克三異丙醇胺、14克石油磺酸鈉、3克TX-10和58.49克L-AN15基礎(chǔ)油，在50～70℃溫度下加熱溶解，攪拌均勻，然后加入0.01克乳化硅油，繼續(xù)攪拌至均勻，可得到淡黃色透明液體。將該液體按照5重量％比例加水稀釋后得到稀釋液。
抑鈷性能試驗(yàn)所采用粉末合金材料，從某加工車(chē)間取來(lái)后精磨取得。試驗(yàn)時(shí)，先量取100毫升稀釋液，然后加入5克含鈷的粉末合金材料，充分振搖2分鐘后常溫放置，之后每間隔8小時(shí)振搖一次。5天后液體中鈷的溶解量用默克公司的分析棒測(cè)定。液體中的鈷含量越低，說(shuō)明該試驗(yàn)液體防滲鈷的能力越強(qiáng)。防銹試驗(yàn)采用IP287方法，以銹蝕面積(％)記，銹蝕面積越大，樣品的防銹能力越差。殺菌試驗(yàn)按照ASTM3946方法，測(cè)試經(jīng)動(dòng)態(tài)培養(yǎng)后切削液中的細(xì)菌個(gè)數(shù)。細(xì)菌個(gè)數(shù)越少，說(shuō)明切削液的殺菌性能越好。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例2～7
和
比較例1～2
按
實(shí)施例1
的各個(gè)步驟及條件制備切削液及進(jìn)行抑鈷試驗(yàn)及殺菌試驗(yàn)，只是改變切削液原液組成成份及含量，其切削液組成見(jiàn)表1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表1
TX-7，辛基酚聚氧乙烯醚7，上海高化三廠 TX-10，辛基酚聚氧乙烯醚10，上海高化三廠Emulgen M，脂肪酸聚氧乙烯醚，Clariant公司 T-80，山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，天津助劑廠6501，十二烷基二乙醇酰胺，上海助劑二廠 S-60，失水山梨醇油酸酯，天津助劑廠S-80，失水山梨醇油酸酯，天津助劑廠 L-AN5，全損耗系統(tǒng)用油，高橋煉油廠L-AN15，全損耗系統(tǒng)用油，高橋煉油廠 L-AN32，全損耗系統(tǒng)用油，高橋煉油廠T9，環(huán)烷基油，尼納斯公司 T22，環(huán)烷基油，尼納斯公司XBE-2000，聚氧丙烯丙二醇醚，清江石油化工廠 泡敵，丙三醇聚氧丙烯氧乙烯醚，濱州化工廠液堿30％NaOH溶液，上海晶壹化工膠粘劑有限公司表2
權(quán)利要求
1.一種抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于在含鈷硬質(zhì)合金加工過(guò)程中，在加工用切削液濃縮液中加入嗎啉類化合物，嗎啉類化合物在切削液中的重量百分比濃度為0.5～10％，其中嗎啉類化合物具有(I)或(II)的化學(xué)通式 式(I)中R選自含1～16個(gè)碳原子的烴基，式(II)中n為1～4的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的抑制金屬加工中鈷滲出的方法，其特征在于嗎啉類化合物在金屬加工切削液濃縮液中的重量百分比濃度為2～8％；式(I)中R選自含6～14個(gè)碳原子的烴基，式(II)中n為1或2。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于切削液濃縮液以重量百分比計(jì)包括以下組分a)1～40％的防銹劑；b)1～80％的醇胺、無(wú)機(jī)堿或其混合物；c)余量的水、基礎(chǔ)油或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于防銹劑選自硼酸、脂肪酸或?qū)κ宥』郊姿嶂械闹辽僖环N，以重量百分比計(jì)，防銹劑的用量為3～30％；醇胺選自三異丙醇胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或乙基二乙醇胺中的至少一種，無(wú)機(jī)堿選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種，以重量百分比計(jì)醇胺、無(wú)機(jī)堿或其混合物的用量為3～60％。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的抑制金屬加工中鈷滲出的方法，其特征在于脂肪酸選自含2～18個(gè)碳原子的一元或二元羧酸中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于基礎(chǔ)油選自礦物型基礎(chǔ)油或合成型基礎(chǔ)油中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于以重量百分比計(jì)切削液濃縮液中還包括選自0.5～10％的極壓劑、0.5～20％的表面活性劑、0.001～5％的抗泡劑或0.005～5％的偶合劑中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于極壓劑選自硫化豬油、磺化或硫化植物油中的至少一種，以重量百分比計(jì)極壓劑的用量為1～8％；表面活性劑選自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯、多元醇酯、磺酸鈉或醇胺皂中的至少一種，以重量百分比計(jì)表面活性劑的用量為1～8％；抗泡劑選自聚醚類抗泡劑或乳化硅油中的至少一種，以重量百分比計(jì)抗泡劑的用量為0.005～0.1％；偶合劑選自異丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一種，以重量百分比計(jì)偶合劑的用量為0.01～3％。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于切削液濃縮液加工用的使用重量百分比濃度為切削液濃縮液的2～15％。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，其特征在于切削液濃縮液加工用的使用重量百分比濃度為切削液濃縮液的3～10％。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種抑制金屬加工過(guò)程中鈷滲出的方法，主要用于解決現(xiàn)有常用切削液在含鈷硬質(zhì)合金加工過(guò)程中鈷滲出的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用在含鈷硬質(zhì)合金加工用金屬切削液中加入了嗎啉類化合物，其中嗎啉類化合物具有(I)或(II)的化學(xué)通式式(I)中R選自H或含1～16個(gè)碳原子的烴基，式(II)中n為1～4的整數(shù)的技術(shù)方案較好地解決了該問(wèn)題，可用于含鈷硬質(zhì)合金的各種切削加工過(guò)程中。
文檔編號(hào)C10N40/22GK1995301SQ200610119339
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月8日
發(fā)明者鞏清葉, 傅樹(shù)琴, 李謹(jǐn), 周勤祖, 朱明 , 肖劍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan