[發明專利]全合成水性不銹鋼切削液、制備方法及其使用方法

有效

• 申請號: 201410088852.0
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103865622A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 孫果洋;汪小龍
• 申請（專利權）人: 東莞市安美潤滑科技有限公司
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10N40/22;C10N30/04;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種水性金屬加工潤滑防銹技術領域，特別涉及一種全合成水性不銹鋼切削液的制備及其使用方法。

背景技術

不銹鋼具有高強度、高耐磨性和低膨脹系數等優點而得到廣泛應用。由于不銹鋼在機械性能方面具有高的抗拉強度、屈服強度、延伸率和沖擊值,而且其高溫強度和硬度亦高,另外,不銹鋼還具有很高的耐腐蝕和耐高溫等特點。因此,它被廣泛地應用于機械、石油化工、電子儀表、國防等工業部門。在物理性能方面其導熱點較低,由于這些性能,使其切削加工具有以下四個特點,即:①切削力大,②切削溫度高,③粘刀現象嚴重,④加工硬化趨勢強。由于以上的切削特性,不銹鋼在切削過程中表現出切削功率消耗大,切削溫度高,出現刀具壽命短和加工工件表面質量低等現象。

一般材料的切削加工是流體潤滑和邊界潤滑相混存在。流體潤滑是指運動著的兩個物體表面被連續的潤滑劑膜完全分離,阻止了物體間直接摩擦。對于不銹鋼等難加工材料,在切削加工時,切削力大,刀具面和切屑間的垂直應力,一般可達數萬牛頓。在這樣高的壓力下,潤滑劑膜完全被壓破,刀具和切削發生直接摩擦,得不到流體潤滑因而近似于邊界潤滑狀態。因此,對于不銹鋼這種難加工材料,它在切削加工時是以邊界潤滑為主的。在切削加工中,影響邊界潤滑的因素很多,潤滑劑的油性和極壓性能是主要因素之一,潤滑劑的油性是靠其極性分子在金屬表面的吸附作用實現的,由于不銹鋼在切削加工時的切削溫度高,在高溫下,這種不大的吸附力易被破壞而使其油性失去作用,出現金屬間接觸摩擦,造成嚴重磨損。為了保證邊界潤滑膜不被破壞,需要向潤滑劑中加入極壓添加劑。極壓添加劑與金屬摩擦而發生反應,生成相應的化合膜;該膜在高溫下能維持切削和刀具的潤滑,從而減少刀具磨損,提高加工質量,因此切削不銹鋼材料要求采用含有極壓添加劑的切削液。此外,由于切削不銹鋼時切削力大,產生的切削熱也大,因此,切削液還必須具有優良的冷卻性能,使加工過程得到充分冷卻,以保證工件的加工精度及一定的刀具壽命。所以,針對不銹鋼的切削特點,其切削液必須具有優良的潤滑、冷卻性能和滲透能力,還應具有一定的防銹清洗性能。

不銹鋼材料的導熱系數低，而且高溫硬化現象嚴重，切削過程中產生的切削熱不能及時的排除，使工件表面和刀具表面的溫度升高，由于其高溫硬度高、合金中含有許多高熔點、高激活能的組元、原子結構比較穩定等特點，從而使干切削過程中產生較大的切削力。用于不銹鋼的切削液可分為非水溶性和水溶性兩大類。就冷卻性來看,油溶性切削液的冷卻效率是很低的。對于不銹鋼切削,由于它自身具有導熱點低的特點,所以油性切削液不易進行有效的冷卻。

在實際操作中往往會由于加工余量大、產生熱量多未能及時散熱而使切削油冒煙,從而影響加工。水溶性切削液能迅速傳散切削時產生的熱量從而達到理想的冷卻效果。水溶性切削液又分為乳化液和合成液兩種,合成液雖然在冷卻性能方面是最優的,但其潤滑性卻較差,在加工中較難形成理想的潤滑膜、容易產生刀具面與工件之間的直接接觸而形成所謂的干摩擦,使刀與屑之間接觸長度變長,剪切角變小,從而增加切削難度。所以它很難滿足在切削時以邊界潤滑為主的不銹鋼切削加工的要求。乳化油的潤滑性和冷卻性介于油劑和合成液之間,但普通乳化油由于含油量大使得冷卻性一般、較易腐敗發臭,故難以滿足不銹鋼加工的特殊加工要求。

因此，需要一種用于不銹鋼加工過程中的切削液，其潤滑性能、抗腐蝕性能和清洗性能能夠長期匹配，解決不銹鋼加工過程中潤滑問題；解決刀具磨損問題；解決廢液排放的環保問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種全合成水性不銹鋼切削液、制備方法及其使用方法，用于不銹鋼加工過程中的切削液，其潤滑性能、抗腐蝕性能和清洗性能能夠長期匹配，解決不銹鋼加工過程中潤滑問題；解決刀具磨損問題；解決廢液排放的環保問題。

本發明的全合成水性不銹鋼切削液，切削液原料按重量份包括以下組份：10-30份水性不銹鋼極壓潤滑劑、1-5份辛葵酸、1-2份硼酸三乙醇胺酯、1-10份聚乙二醇、1-5份陽離子季胺鹽金屬細屑沉降劑、5-10份二羧酸鹽基復合物防銹劑、1-5份單丁醚偶合劑、0.1-1份抗硬水劑、0.01-0.1份消泡劑、蒸餾水31.9-79.89份；

所述水性不銹鋼極壓潤滑劑原料按重量份包括以下組份：20-30份的三乙醇胺、12-18份硫化脂肪酸酯、6-9份的辛葵酸和三乙醇胺2倍的蒸餾水。