[發明專利]無硼無磷鋁合金活塞微乳化加工液、稀釋液及制備方法

在審

• 申請號: 201410070368.5
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN104877736A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 蔡知近
• 申請（專利權）人: 上海德潤寶特種潤滑劑有限公司
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10M133/16;C10M129/40;C10M129/74;C10N40/22;C10N30/12
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 胡美強;徐穎

技術領域

本發明涉及金屬加工液領域，尤其涉及一種無硼無磷鋁合金活塞微乳化加工液，其稀釋液，及其制備方法。

背景技術

活塞對于發動機功率、耐久性、經濟性、排放都有著重要影響.并且由于活塞所處的高溫、高壓、高速運動的特殊工作環境.使得它必須具備很高的性能要求。在活塞誕生的初期，使用的是鑄鐵活塞，隨著技術的進步，具有低密度、優良熱傳導性的鋁合金活塞，現在得到了廣泛的應用。

鋁合金與大部分鋼材和鑄鐵材料相比，具有一個明顯的優點，即較低的屈服強度。因此，鋁合金加工過程中需要的切削力較低，可以適當提高切削速度和進料比。但在實際生產過程中，鋁合金的柔韌性可能會給機加工帶來一些問題。首先容易出現粘結現象，鋁切屑易粘結到刀具表面，嚴重影響加工件的表面粗糙度或形成積屑瘤。其次，由于鋁合金具有高延展性，它可能會形成長長的條狀裂紋，會使切削過程變得困難，同時切下的碎屑不易被帶走。再次，由于鋁合金化學活性較強，切削加工過程中易出現工件氧化失色、產生黑斑等問題。

目前在國內機械加工行業中，用于鋁合金活塞加工的水溶性加工液主要是以乳化液為主，如CN101597537A公開了一種鋁合金活塞加工液配方及其制備方法，所述的加工液由以下重量百分比的原料組成：白礦油45-55%，二元羧酸胺防銹劑1-2%，鋁合金緩蝕劑0.05-0.1%，石油磺酸鈉5-8%，蓖麻油磺酸胺8-12%，三乙醇胺4-6%，二聚酸鹽2-5，硼酸酯10-12%，多元醇合成酯5-8%，司盤803-5%，壬基酚聚氧乙烯醚2-3%，長鏈脂肪醇3-5%。金屬加工液行業眾所周知，乳化液存在如下幾個問題：

1、清潔性差。乳化液的清洗作用主要靠油酸皂類和陰離子表面活性劑，加工過程中由于油酸皂類的鈣敏化，促使表面活性劑減少，以至清洗性能完全消失，同時，乳油、渣灰等錕溶在一起，形成油泥，牢固的吸附在導軌、活塞、工裝的表面，影響加工質量；

2、使用周期短，容易變質發臭。由于乳化液是一種極不穩定的水包油型，使用過程中油平衡常常被破壞，特別是高溫季節微生物的作用，使乳化液破壞，發出特殊的惡臭，使操作者易患皮膚病。

3、冷卻性差。在加工過程中，工件和刀具的熱量不能快速、有效、及時地被加工液帶走，工件和刀具的溫度過高，易引起工件熱變形，影響工件的尺寸及加工精度，刀具也會因溫度過高，磨損太快，縮短使用壽命。

另外，CN101597537A及目前市場上常用的鋁合金活塞加工液中一般都使用硼酸鹽做防銹劑或用硼酸酯做極壓潤滑劑，REACH法規第三次公布高度關注物質（SVHC）包括硼酸及其化合物，認定硼酸及其化合物屬于第2類生殖系統毒性物質，檢出限為0.01%，目前歐美等國家已逐步限制硼系添加劑在金屬加工液中的應用。

最后，目前市場上常用的鋁合金活塞加工液中一般都使用磷酸鹽及有機磷做鋁緩蝕劑，但眾所周知，磷易引起水體富營養化，浮游生物和淡水藻大量繁殖，水的含氧量下降，水質惡化渾濁，魚蝦難以生存，大量生長的受污染的淡水藻又產生大量的藻類毒素，這些藻類毒素又是致癌物質?，F在各個國家都已限制了磷的排放。同時，金屬加工液中磷系添加劑也是細菌的營養源，極大地影響了切削液的使用壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服了現有的用于鋁合金活塞的加工液主要為乳化液，清潔性差、使用周期短、冷卻性差，并且含有硼和磷等對人體和環境不利的物質的缺陷，提供一種無硼無磷鋁合金活塞微乳化加工液、稀釋液及制備方法。本發明的微乳化型加工液可用于鋁合金活塞的銷孔粗加工、外徑粗加工、油孔加工、環槽加工、外徑精加工和銷孔精加工等工序。該加工液不含氯，對人體無害；不含磷，環保且不易生菌發臭，pH值穩定性好，使用壽命長；具有出色的耐硬水性能及潤滑性能；與乳化加工液相比，冷卻性更好，可提高加工件的加工精度。

本發明提供了一種無硼無磷鋁合金活塞微乳化加工液，其原料包括下述以重量百分比計的組分：礦物油25-32%；非離子表面活性劑2-5%；石油磺酸鈉2-4%；助乳化劑3-6%；胺11-15%；二元羧酸1-2%；酸酐4-7%；油性添加劑5-8%；防腐殺菌劑0.5-1%；乳化硅油消泡劑0.1-0.3%和水；所述原料的重量百分比之和為100%。

本發明中，所述的礦物油在加工液中起到潤滑作用，并溶解其它油性添加劑。本發明中的礦物油優選為石蠟基礦物油或環烷基礦物油，更佳地為40℃時的運動粘度為10～20mm²/s的石蠟基礦物油或環烷基礦物油，比高粘度的礦物油更易被乳化，所需乳化劑量更少。