[發(fā)明專利]一種切削液及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103343031A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 關佳亮;朱莉莉;曹成國;王志偉
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C10M163/00
• 分類號: C10M163/00;C10M167/00;C10M173/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發(fā)明屬于切削液技術領域，主要用于大直徑菲涅爾透鏡模具超精密車削，也適用于其他類似材質、類似工況的車削加工。

背景技術

菲涅爾透鏡模具有不遜于傳統(tǒng)透鏡的光學聚焦和光學成像性能，因其質量輕、厚度薄、口徑大、結構緊湊等優(yōu)點，廣泛的應用在太陽能熱水器、太陽能電站、顯示成像以及空間太陽能電池光伏系統(tǒng)等領域，具有重要的商業(yè)和軍事應用價值。但大直徑菲涅爾透鏡模具加工難度高，整個工件加工過程中不能進行換刀操作。菲涅爾透鏡模具的材料為H62黃銅，刀具為金剛石刀具。菲涅爾透鏡模具的直徑越大，加工時間越長，金剛石刀具在加工后期磨損越嚴重，導致加工出來的工件表面質量不均勻，不能滿足實際要求，這是導致國內在大型菲涅爾透鏡加工方面與國外存在差距的主要原因之一。本發(fā)明基于國家科技重大專項“高檔數控機床與基礎制造裝備”——“大直徑端面透鏡模具加工超精密機床”（2011ZX04004-011），研究大直徑菲涅爾透鏡模具專用切削液及其制備方法，減少金剛石刀具的磨損，提高大直徑菲涅爾透鏡模具的加工質量，具有很高的實際應用價值。其相關專利及參考文獻目前并未查閱到。

發(fā)明內容

為了克服現有的普通切削液對大直徑菲涅爾透鏡模具車削加工后，加工表面質量不均勻，加工后期金剛石刀具磨損嚴重，難以滿足實際加工要求等問題，本發(fā)明提供了一種能減少金剛石刀具的磨損，提高大直徑菲涅爾透鏡模具的加工質量和精度的專用切削液。

本發(fā)明的一種切削液，其特征在于：包括煤油、豬油、斯盤-80、石油黃酸鈉、脂肪醇聚氧乙稀醚、含氮硼酸酯、三乙醇胺、苯酚、苯并三氮唑、豆油、蒸餾水，其質量百分含量：58％～62％的煤油(60％為最佳)、9％～11％的豬油（10％為最佳）、5％～6％的斯盤-80（5.5％為最佳）、3％～4％的石油黃酸鈉（3.5％為最佳）、3%～4％的脂肪醇聚氧乙稀醚（3.5％為最佳）、4%～6％的含氮硼酸酯（5％為最佳）、0.8％～1.2的三乙醇胺（1%為最佳）、0.8％～1.2的苯酚（1%為最佳）、0.2％～0.4％的苯并三氮唑（0.3%為最佳）、0.1％～0.3％的豆油（0.2%為最佳）、9％～11％的蒸餾（10%為最佳）水配制而成。

所述煤油為基礎油，是切削液長期穩(wěn)定的重要保證。

所述豬油為油性添加劑，在切削過程中起到優(yōu)良的潤滑作用，能夠減緩金剛石刀具的磨損。

所述斯盤-80為乳化劑，能夠減輕切削液的分層傾向，并作為苯并三氮唑的助溶劑。

所述石油黃酸鈉為防銹添加劑，對工件和加工設備具有很好的防銹效果。

所述脂肪醇聚氧乙稀醚為非離子型表面活性劑，主要起到使切削液成份分布平衡和對工件進行清洗的作用。

所述含氮硼酸酯為極壓抗磨劑，主要作用為極壓、抗磨、潤滑，能夠延長刀具的使用壽命。

所述三乙醇胺為乳化穩(wěn)定劑，其作用是使切削液在常溫或高溫下穩(wěn)定，防止分層、析油、相變。

所述苯酚為防腐殺菌劑，主要作用為抑菌、殺菌，確保切削液的使用壽命。

所述苯并三氮唑為銅合金緩蝕劑，可以吸附在金屬表面形成一層很薄的膜，保護菲涅爾透鏡模具免受大氣及有害介質的腐蝕。

所述豆油為抗沫添加劑，主要起到消泡作用，確保切削液的冷卻、潤滑作用。

所述蒸餾水，在切削過程中起到冷卻作用，防止金剛石刀具出現熱化學磨損和金剛石溶解的現象。

上述切削液的制備方法，具體步驟如下：

①將苯并三氮唑和斯盤-80在室溫下混合均勻；

②將煤油、豬油、石油黃酸鈉、含氮硼酸酯、苯酚和豆油依次加入干凈的容器后，加熱至40℃，攪拌均勻后冷卻至室溫；

③將三乙醇胺、蒸餾水、脂肪醇聚氧乙稀醚在室溫下攪拌均勻；

④將上述①、②、③分別得到的溶液混合，加熱至60℃，充分攪拌均勻后，冷卻即可。

上述所述的切削液用于大直徑菲涅爾透鏡模具的車削。

本發(fā)明的有益效果是：利用該專用切削液加工后的菲涅爾透鏡模具表面質量均勻、精度高，加工過程中振動信號幅值小，聲發(fā)射能量低，加工狀態(tài)良好。同時，該專用切削液還可以在在大直徑菲涅爾透鏡模具加工過程中起到潤滑、冷卻、抗磨、防銹、殺菌、清洗和工件表面成膜的作用。其制備方式簡單、成本低、無污染；配置存儲好的切削液可以直接使用，操作簡單，效率高，具有很高的實際應用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明切削液下的切削振動信號圖；

圖2為普通油基切削液下的切削振動信號圖；

圖3為普通水基切削液下的切削振動信號圖；