[发明专利]烧结钕铁硼用全合成水基切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基切削液及其制备方法，尤其涉及一种烧结钕铁硼用全合成水基切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削液是金属切削加工的重要配套材料。在金属切削加工中，合理使用切削液，能够减小刀具与工件之间的摩擦，降低切削温度，减少刀具磨损，可以提高切削效率和加工质量，延长刀具使用寿命，降低加工成本。

随着切削技术的提高，切削液的种类越来越多。按其类型大体可以分为油基切削液和水基切削液两大类。油基切削液多采用矿物油、脂肪油、混合油和极压油为原料，一般润滑性良好，但冷却性能较差。用在高速和重切削等加工过程中，因剧烈地冒烟而恶化坏境卫生，甚至有引起火灾的危险。由于油的飞溅和散落也加剧了对环境的污染，同时为防止氧化变质、提高其润滑极压性能，往往需要添加含氯、硫、磷的有机物极压剂、油性剂、防锈剂和抗氧剂等。这些添加剂均为对人体健康有影响的有机化合物，已被美国、欧洲等发达国家和地区限制使用。

水基切削液具有冷却效果好、可节约能源和提高工作效率等特点，日渐广泛应用于金属加工工艺中，并且有逐步替代油基润滑剂的趋势。其中尤以全合成型水基切削液的优异性更为突出。与传统的含矿物油乳化液(乳化油型)和微乳化液(又称半合成液)相比，高水基全合成型切削液由于完全不含机械油，在清洗性、防锈性、冷却性、加工可视性、抗菌性和稳定性等方面都具有显著的特点，因而逐渐获得广泛的应用。

我国机械行业用的切削液是从前苏联引进的配方研制而成，为油基乳化液，其成分中或多或少地含有亚硝酸钠，对使用者具有致癌、致畸变等副作用，使用过程中易发生变质、气味严重、污染环境等，研制环保型水基切削液势在必行。由于我国这方面的研发工作相对落后，近年来国内一些研究机构在环保型水基合成切削液的研究开发已逐渐重视和加大了研发力度，不同单位研制的环保型水基合成切削液配方组成也各有特点，如黑龙江商学院发明的《精车螺纹切削液》(专利申请号87102235)，这种切削液以精制矿物油为基础油，基础油中加有一组复合添加剂，该复合添加剂由玉米油、苯三唑脂肪胺的反应物、氯化石蜡及石油磺酸钡所组成，该切削液具有优良的抗磨、抗极压性能、无臭味、无毒，是运用于精车螺纹环规的切削液，但由于有植物油的存在，仍然存在使用时间过长后切削液的变质问题；北京第一机床厂发明的《一种水基无油切削液》(专利申请号86102438)，该发明为一种用于机械加工的水基无油切削液。其特征是配方中不含任何矿物油和植物油，成本低、配制简单、污染很小、无臭无味，但仍然存在使用时间不长和润滑、防锈性能差等问题；第一汽车制造厂工艺研究所和吉林省东辽县乳化油厂联合研制的《长寿命集中润滑合成型切削液》(专利申请号91105163.5)，该切削液为一种含有硼化物，杀菌剂混合物和羧酸及其盐的添加剂，并且不含矿物油的合成型切削液。适用于钢、铸铁、球铁和铝等材料的多种加工形式的集中润滑系统，由于有杀菌剂混合物存在，因而有一定的毒副作用；美国辛辛那提米勒克朗公司研制的《硫化水性切削液组合物》(专利申请号94108478.7)该发明提供的水性切削液组合物，特别是水性金属加工液组合物，在金属和固体非金属工作件的机械成型和加工中显示出改进的摩擦力降低和改进的压力降低。这些组合物包含a)水，b)硫化有机物质，该物质选自由含6-22个碳原子的硫化不饱和脂族羧酸及其盐，含1-22个碳原子的脂族羧酸的硫化不饱和酯，硫化聚合不饱和脂肪酸及其盐和酯，以及它们的混合物所构成的一个组，c)硫化烃和d)二烷基二硫代氨基甲酸的脂族酯，然而硫化烃的存在或多或少地对环境有影响；日本信越半导体株式会社和大智化学产业株式会社共同研制的《水基组合物、使用此组合物的水基切削液、其制造方法和使用此切削液的切削方法》(专利申请号99800279.8)提供一种能够抑制对操作环境和地球环境的冲击，同时具有磨料高分散性并能够防止沉淀物硬饼化的水基切削液。但其废液必须用活性污泥进行处理，增加处理成本。由赵刚研制的长效绿色切削液及其制备方法(专利申请号02113044.2)中提供了一种无毒副作用、无排放、无污染，能提高金属零件精度、性能的切削液，这种长效切削液由多种酸经过高温反应合成为水溶性脂，以脂为单体，加上极性剂、防锈剂、抗泡剂、金属缓蚀剂、离子型表面活性剂等聚合成水溶液。但制造工艺较为复杂，尚存在产品一致性等问题。