[发明专利]一种金属加工液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金属加工液及其制备方法和应用，属于金属加工领域。包括如下步骤：合成硫代磷酸酯类化合物；将硫代磷酸酯类化合物、硫系极压添加剂制备成金属加工液。本发明通过使用硫代磷酸酯基团代替传统的磷酸酯类基团，提高磷系极压添加剂热分解温度；通过将硫代磷酸酯基团与咪唑啉基团连接，降低磷系极压添加剂的反应活性；并将磷系极压添加剂与硫系极压添加剂复配，避免金属加工液出现摩擦因数的突增，提高金属加工液的适用范围。

技术领域

本发明属于金属加工领域，尤其是一种金属加工液及其制备方法和应用。

背景技术

金属加工主要包括金属塑性加工和金属切削加工，在这些金属加工过程需要使用到各种不同的金属加工液，一般都具有润滑、冷却、防锈和清洗功能，以优化金属加工艺。其中在金属加工过程中，金属加工液的需要在工件和刀具之间形成层润滑膜，降低加工时的摩擦阻力。对于金属加工液而言，流体润滑是最基本的性能之一，然而当刀具在高速摩擦，形成高负荷的情况下，常规流体润滑膜被破坏，进而导致润滑性能下降。因此，如何增强金属加工液的极压抗磨性能，该性能能提供边界润滑作用，是金属加工液配方设计过程中重点关注点。

金属加工液中使用的极压添加剂包括：硫化极压添加剂、磷系极压添加剂、含氯极压添加剂、硼系极压添加剂等。其中，磷系极压添加剂被广泛的应用在于齿轮油和金属加工液中，不仅能够在低剂量条件下就表现出优异的极压和抗磨性能，而且金属工件的腐蚀性小，甚至没有腐蚀，这是其它氮系、硼系、硫系等极压添加剂所不具有的。磷系极压添加剂在摩擦表面的瞬时高温的作用下，分解并与金属生成低熔点的共融物流向工件中的凹坑处，形成抛光面降低温度，防止进一步磨损。但是在热轧工艺等持续高温加工条件中，磷系极压添加剂反应太快，导致刀具表面严重的腐蚀，并在凹坑处聚集形成小颗粒，反而导致摩擦阻力陡增。

发明内容

发明目的：提供一种金属加工液及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中所涉及的问题。

技术方案：本发明提供一种金属加工液，以重量百分数计，包括如下组分：

硫代磷酸酯类化合物 5～12%；

硫系极压添加剂 0～6%；

不饱和脂肪酸 10～20%；

一元羧酸 5～10%；

烷醇胺 5～8%；

阴离子型表面活性剂 3～6%；

醇 3～10%；

异噻唑啉系杀菌剂 0.05%；

消泡剂 0.5%；

除盐水余量。

作为一个优选方案，所述硫代磷酸酯类化合物的结构式如下：

其中，R₁基团为碳原子数为1～7的脂肪烃链；R₀基团为烷基，包括脂肪族烷基和芳香族烷基。

更具体的，一种金属加工液以重量百分数计，包括如下组分：

烷基咪唑啉硫代磷酸酯 5～12%；

硫化烯烃 0～6%；

精制植物油 10～20%；