[发明专利]全合成切削液

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工领域，特别涉及一种全合成切削液。

背景技术

金属切削过程是指动力由机床提供，坯件上多余的金属用磨具(或刀具)磨削(或切除)，从而获得表面质量、精度和形状均符合要求的工件，这样的过程称之为金属切削。切削加工根据工件的形状、精度和表面质量的不同可分为以下几种：车、铣、钻、刨、镗、绞、拉及磨削等。金属工件在被切削过程中必然会产生切削热，然而这种切削热将引起金属材料的物理性能、力学性能发生变化，当材料的性能发生变化时反过来也会影响到切削过程本身。切削热的产生会产生温度的变化，温度的变化会使刀具磨损严重、工件加工精度降低和表面质量变差等比较恶劣的影响。金属在被加工切削时刀具与工件间的摩擦生热产生高温，刀具与金属材料不平整表面的高速接触，在这些接触点上就会产生切削高压，从而导致金属在进行切削时就有可能造成材料局部的熔焊现象。在某种情况下局部的熔焊现象就会更加严重，如：金属摩擦系数较高、表面又很干净(无氧化膜等)等。为此，正确的进行冷却润滑、合理的选用金属加工液对于金属切削过程非常重要。金属加工液的正确使用，就不仅能够切削过程中产生的切削温度和切削热都得到大大降低：而且还能延长刀具(或者磨具)等的使用寿命，同时切削加工效率、工件精度和表面质量也会得到提高，从而获得最佳经济效益。选择合适的金属加工液，切削速度可以提高15％-30％，切削加工区域的温度下降100-150℃，切削力减小10％-30％，刀具使用寿命延长4-5倍，产品表面粗糙度减低1-2。

金属切削液是一种工业用的混合物液体，常常用于金属加工的过程当中，并伴随冷却过程，减少刀具与工件之间的摩擦的过程。通常用复配多种功能助剂来制备所需要的金属切削液，一般金属切削液除了要具备良好的冷却性能，润滑性能，清洗性能，防锈性能之外，还要有防腐和易稀释的特点。传统的切削液在夏天由于气温高湿度大，容易变质，而且在冬天由于气温低，切削液稀释困难、防锈性能也会变差等缺点。

金属切削液按介质状况分为油基金属切削液和水基金属切削液两大类。

油基金属切削液的主要组分大致分为：基础油、减压抗磨剂、其他助剂。基础油一般为提炼油和合成油两类，但合成油的理化性质和机械性质比矿物油更趋合理。

减压抗磨剂包括极压添加剂和油性添加剂。油性添加剂主要有动物油、植物油、硫化油脂、酮类、胺类等。油类添加剂分子具有极性基团，可以在加工工件表面形成一层保护膜，这层吸附膜在金属加工过程中，具有减压抗磨的作用，可保护刀具的磨损，延长刀具的使用寿命，同时也能提高产品的加工质量。油基切削液的添加剂还有防锈剂、降凝剂、抗泡剂、杀菌剂等。

水基金属切削液在市场上以浓缩液的形式作为商品出售，加工时用户以水按不同比例稀释后使用，稀释范围为50％-95％，这类金属切削液用于以冷却为主的金属加工过程。因为工作液中大部分或绝大部分的成分为水，而水的润滑性很差，即使浓缩液中有较多的极压抗磨添加剂，稀释后这些添加剂浓度已经降至很低，因此其工作液的极压抗磨性不会很高。

水基金属切削液有三种类型：乳化液、微乳液和化学水溶液。微乳液和化学水溶液又称为半合成和全合成。全合成切削液具有清洁环保、资源广阔、易制备等优点，是今后金属加工液的重点发展方向。美国嘉实多公司的Syntilo 9954、美国米拉克龙公司CIMTECH 500等，这些全合成切削液产品的润滑性及其他加工性能可与乳化液和微乳液、甚至油基切削液相媲美。国内现有的全合成切削液在润滑性、防锈性、使用寿命方面与欧美产品还存在较大差距。目前全合成切削液存在的润滑性和生物稳定性较差、泡沫较多等缺陷。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的第一方面提供全合成切削液，以重量份计，其组成包括：醇胺18-22份、无机酸1.8-2.2份、有机酸6-10份、嵌段聚醚22-28份、异噻唑啉类化合物1.5-2.5份、三氮唑类化合物0.1-0.3份、2-吗啉醇4-5份、环糊精2-2.5份、水40-50份，所述无机酸含有硼，所述有机酸含有8-12个碳原子。

在一些实施方式中，所述醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、二丁醇胺、N-丁基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、N-异丁基二乙醇胺、N-甲基-N-乙基乙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。

在一些实施方式中，所述醇胺为二乙醇胺与二异丙醇胺的混合物，所述二乙醇胺与二异丙醇胺的重量比为3：1。

在一些实施方式中，所述无机酸为硼酸。