CN102199475B - 一种核电设备深孔钻井专用金属切削油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核电设备深孔钻井专用金属切削油及其制备方法，该金属切削油包含以下按重量百分数计的原料：40-60%的非矿物油，30-50%的脂肪酸或其衍生物，1-15%的极压添加剂，1-5%的防锈剂，1-5%的防腐剂，该非矿物油选择植物油；该极压添加剂是指非活性极压剂，对有色金属不腐蚀，选择氯化石蜡、磷酸酯、硫化脂肪油中的任意一种；该防锈剂选择石油磺酸钠；该防腐剂选择苯甲酸钠。本发明提供的金属切削油具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能，适用于黑色金属的切削及磨加工，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点，适用于核电设备深孔钻井等对极压、防腐、润滑、冷却具有苛刻要求的工作环境。

Description

一种核电设备深孔钻井专用金属切削油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属切削加工液，具体地 ，涉及一种核电设备深孔钻井专用金属切削油及其制备方法，适用于黑色金属的切削及磨加工。  
背景技术
金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，及，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。 在磨削过程中，加入切削液后，切削液渗入砂轮磨粒－工件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。
切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。
　　在金属切削过程中，还要求切削液有良好的清洗作用，能除去生成切屑、磨屑、铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的玷污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。
在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。
由于核电设备深孔钻井工作时为了达到理想的效果和深度，会产生很大的摩擦力和热量以及大量的泥沙，对金属切削液的清洗、冷却以及润滑性能要求很严格，
而现有的金属切削油都无法满足核电设备深孔钻井的需要，因此，希望开发出能应用于核电设备深孔钻井的专用金属切削油。
发明内容
本发明的目的是提供一种核电设备深孔钻井专用金属切削油，该金属切削油具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。
为达到上述目的，本发明提供了一种核电设备深孔钻井专用金属切削油，该组合物包含以下按重量百分数计的原料：
非矿物油                              40-60%；    
脂肪酸或其衍生物                      30-50%；
极压添加剂                            1-15%；
防锈剂                                1-5%；
防腐剂                                1-5%。
所述的非矿物油选择豆油、 菜籽油、葵花油、棉籽油等植物油，以提供优良的冷却性能，良好的清洗作用，且易于降解，对环境无污染。
所述的脂肪酸或其衍生物起到的润滑作用，进一步地，该脂肪酸衍生物选择脂肪酸甲酯。
所述的极压添加剂起到增加极压性的作用，该极压添加剂是指非活性极压剂，对有色金属不腐蚀，选择氯化石蜡、磷酸酯、硫化脂肪油等中的任意一种。
所述的防锈剂选择石油磺酸钠，优选高分子石油磺酸钠。
所述的防腐剂选择苯甲酸钠。
本发明还提供了一种核电设备深孔钻井专用金属切削油的制备方法，其包含以下具体步骤：
步骤1，室温下，将非矿物油与脂肪酸或其衍生物加热至50℃搅拌混合； 
步骤2，向上述混合液中，加入极压添加剂，防锈剂，防腐剂；搅拌均匀，即可得到所述的金属切削油。
本发明的金属切削油是油基切削油，选用非活性极压添加剂，抗磨性非常好，可以在极端条件下保证设备的正常运行并且对设备不产生任何腐蚀以及锈化。通常极压剂因要承受极高的工作压力，很容易腐蚀金属表层，而本发明选用的非活性极压剂是两者兼顾的平衡性极佳的原料，既保证了优良的抗磨性能又保证了极佳的防铜腐蚀效果。
本发明提供的金属切削油具有适宜的粘度，良好的化学稳定性，在正常的使用和维护的情况下不会分层，不会变质，使用寿命长。本发明的金属切削油具有良好的润滑性使其近似于矿物切削油的性能，可承受较高的工作压力。本发明提供的金属切削油加入了极压剂，经四球阀润滑剂抗磨-极压性能测试，具有一级抗磨性能。
总之，本发明提供的金属切削油具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能，适用于黑色金属的切削及磨加工，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。
实施例1
首先，在室温条件下，将豆油40份与脂肪酸甲酯50份加热至50℃搅拌至完全混合。向上述混合液中，加入氯化石蜡8份，防锈剂石油磺酸钠1份，防腐剂苯甲酸钠1份，继续搅拌1小时，得到棕色透明液体，即得到所述的金属切削油，其检测结果见表一。
实施例2
首先，在室温条件下，将菜籽油50份与长链脂肪酸40份加热至50℃搅拌至完全混合。向上述混合液中，加入氯化石蜡4份，防锈剂石油磺酸钠4份，防腐剂苯甲酸钠2份，继续搅拌1小时，得到棕色透明液体，即得到所述的金属切削油，其检测结果见表一。
实施例3
首先，在室温条件下，将葵花油60份与脂肪酸甲酯30份加热至50℃搅拌至完全混合。向上述混合液中，加入磷酸酯5份，防锈剂石油磺酸钠3份，防腐剂苯甲酸钠2份，继续搅拌1小时，得到棕色透明液体，即得到所述的金属切削油，其检测结果见表一。
实施例4
首先，在室温条件下，将棉籽油40份与脂肪酸甲酯40份加热至50℃搅拌至完全混合。向上述混合液中，加入硫化脂肪油141015份，防锈剂石油磺酸钠1份，防腐剂苯甲酸钠4份，继续搅拌1小时，得到棕色透明液体，即得到所述的金属切削油，其检测结果见表一。
实施例5
首先，在室温条件下，将豆油45份与十二醇45份加热至50℃搅拌至完全混合。向上述混合液中，加入氯化石蜡7份，防锈剂石油磺酸钠1份，防腐剂苯甲酸钠2份，继续搅拌1小时，得到棕色透明液体，即得到所述的金属切削油，其检测结果见表一。
表一：实施例1~5所得产品的性能指标
项目 试验方法 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
浓缩液外观 目测 棕色透明液体 棕色透明液体 棕色透明液体 棕色透明液体 棕色透明液体
比重(20℃)g/cm3 DIN 51 757 0.902 0.903 0.903 0.903 0.902
运动粘度(40℃,cSt) DIN 51 562 16.6 16.8 16.7 16.6 16.6
粘度指数 ISO 2909 229 230 229 229 228
倾点 （℃）                                         ISO 3016 -17 -17 -18 -17 -16
铜腐蚀   1a 1a 1a 1a 1a
最大无卡负咬合值PB（N） ASTM D4152 ≥1117 ≥1117 ≥1117 ≥1117 ≥1117
闪点 ISO 2592 192 190 192 192 190
由上表可知，本发明提供的一种核电设备深孔钻井专用金属切削油在使用中不易燃烧（闪点大于190℃），具有很好的抗燃性；且具有很好的耐寒性，倾点可以达到-17℃。本发明得粘度指数高达200以上，粘度随温度变化极小。本发明添加极压剂，最大无卡咬负荷值超过1117N；而且，本发明的核电设备专用深孔钻井油的防锈能力和防腐蚀能力极强，对金属表面保护极佳，不产生任何腐蚀，铜腐蚀（3H 100℃）为1a（1a级为新打磨的铜片色，表明油料无腐蚀性）,对人体无毒副作用，对大气、环境和水源等均无污染。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种核电设备深孔钻井专用金属切削油，其特征在于，按重量百分数计，该金属切削油由以下原料组成：
非矿物油                              40-60%；   
脂肪酸                                30-50%；
极压添加剂                            1-15%；
防锈剂                                1-5%；
防腐剂                                1-5%；
所述的非矿物油选择植物油；
所述的极压添加剂是指非活性极压剂，对有色金属不腐蚀，选择氯化石蜡、硫化脂肪油中的任意一种；
所述的防锈剂选择石油磺酸钠；
所述的防腐剂选择苯甲酸钠。
2.根据权利要求1所述的核电设备深孔钻井专用金属切削油的制备方法，其特征在于，其包含以下具体步骤：
步骤1，室温下，将非矿物油与脂肪酸加热至50℃搅拌混合； 
步骤2，向上述混合液中，加入极压添加剂、防锈剂、防腐剂，搅拌均匀，即可得到所述的金属切削油。
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