CN102242012A - 在稀土磁体加工中使用的水溶性流体 - Google Patents

在稀土磁体加工中使用的水溶性流体 Download PDF

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Abstract

将聚合物絮凝剂加入到含有机酸和碱性化合物的水溶液中，形成适于在稀土磁体加工中使用的水溶性流体。

Description

在稀土磁体加工中使用的水溶性流体
技术领域
本发明涉及在稀土磁体加工(machining)中使用的水溶性流体。更特别地，本发明涉及一种含有机酸和碱性化合物的水溶性流体，其中聚合物絮凝剂加入所述水溶性流体中，用以在加工稀土磁体中防止在使用该流体过程中流体起泡和浑浊，从而改进加工操作的效率和精度。
背景技术
通过细分(dividing)基于稀土金属和过渡金属的一种或更多种合金，接着压缩和烧结，制造稀土磁体。视需要，切割烧结的块料，粉碎或在其他情况下加工成所需形状和尺寸的磁体产品。由于稀土磁体可在升高的温度下氧化，且其性能品质劣化，因此，典型地使用加工流体，在冷却的同时进行加工操作。
加工流体通常分成两类，例如主要为了润滑目的而原样使用的水不溶性类型的流体，和主要为了冷却目的而在用水稀释之后使用的水溶性类型的流体。当今，从操作效率和着火危险的角度考虑，最常使用水溶性流体。在稀土磁体加工中，从操作效率和安全性的角度考虑，使用水溶性流体，这是因为成分稀土金属对氧化敏感。
甚至当使用用于冷却的水溶性流体进行加工时，由于与加工有关的热量产生导致片屑(chip)被加热。片屑在高温下变得如此具有反应性以致于它们可用水或气载氧气氧化，从而形成稀土金属的氧化物和/或氢氧化物。尽管通常通过利用片屑的高比重或磁性的沉降或磁性分离方法，将来自于加工的片屑从水溶性流体分离，但这样的方法无法分离粒状氧化物和/或氢氧化物。在流体循环的同时，粒状物保持悬浮在流体内。因此，流体变得浑浊。糟糕的是，粒状物沉积在工件表面上，从而不利地影响工件的质量。此外，一些粒状氧化物和/或氢氧化物可与加工流体内存在的有机酸形成疏水盐，所述盐被夹带到在加工过程中生成的气泡内，致使气泡的稳定性增加。结果，并没有使之衰减(extinguish)，而是生成更多的气泡，并最终溢流出加工系统或流体容器，从而显著有损于操作效率和安全性。
据认为，通过一旦形成粒状氧化物和/或氢氧化物就从该体系中分离粒状氧化物和/或氢氧化物，从而克服该问题。若使用压滤器，通过过滤进行分离，则该方法复杂，并且起始投资增加。最理想的是，可使用简单的分离器，例如沉降分离器或磁性分离器，将粒状氧化物和/或氢氧化物与片屑一起分离。遗憾的是，目前得不到有效的方法用于这种分离。没有专利文献提到流体的浊度和气泡生成，以及使用水溶性流体切割和粉碎稀土磁体。就发明人所了解的，没有专利文献可在此通过参考引入。
引证文献列举
专利文献1：JP-A H08-020765
发明内容
本发明的目的是提供水溶性流体，它包括有机酸和碱性化合物，所述水溶性流体在稀土磁体的加工中将在水溶性流体使用过程中的起泡和浑浊最小化，并进而有效地改进加工操作的效率与精度。
发明人已发现，通过向其中添加聚合物絮凝剂，使得含有机酸和碱性化合物的水溶性流体产生消泡性能，以及在稀土磁体加工过程中，聚合物絮凝剂有效地防止在所述流体使用过程中流体起泡和浑浊。
本发明提供在稀土磁体加工中使用的含有机酸、碱性化合物和聚合物絮凝剂的水溶液形式的水溶性流体。
优选地，聚合物絮凝剂是非离子的聚合物絮凝剂，更优选聚丙烯酰胺聚合物絮凝剂。聚合物絮凝剂典型地以5-1000ppm的浓度存在。
该流体最佳适合于在钕-铁-硼磁体加工中使用。
发明的有益效果
由于包含聚合物絮凝剂，因此本发明的水溶性流体允许在加工过程中形成的粒状氧化物和/或氢氧化物聚集在一起并与金属片屑一起沉降。然后，可通过简单的分离器，例如沉降分离器或磁性分离器，将粒状物和片屑与流体相分离。本发明控制加工稀土磁体过程中水溶性流体的不可遏制的起泡和浑浊，从而改进加工操作的效率和精度。
具体实施方式
含有机酸与碱性化合物的水溶性流体拟用于加工稀土磁体。本发明的水溶性流体进一步包括聚合物絮凝剂。
尽管没有特别限制在水溶性流体中使用的有机酸，但优选羧酸，和更优选脂族羧酸。在脂族羧酸当中，优选一元酸和二元酸。合适的一元酸包括辛酸、壬酸和癸酸。合适的二元酸包括癸二酸，十二烷二酸。这些酸可单独或以两种或更多种的混合物形式使用。
有机酸优选以1-5g/l的浓度存在。小于1g/l的浓度使得相对于加工的稀土磁体的表面，防锈效果缺乏。在超过5g/l的浓度下，有机酸没有完全溶解在水内，并且过量部分可沉淀出来。沉淀物通过堵塞注射流体用的喷嘴，可能不利地影响加工操作。
在水溶性流体中使用的碱性化合物可以是或者无机化合物或者有机化合物。合适的无机化合物包括氢氧化钠和氢氧化钾。合适的有机化合物包括烷醇胺，例如单乙醇胺，二乙醇胺，和三乙醇胺。特别地，最优选三乙醇胺。碱性化合物的浓度优选等于或大于有机酸的中和当量。若碱性化合物的浓度低于中和当量，则有机酸可能难以溶解在水中并沉淀出来。具体地，碱性化合物的浓度是有机酸的中和当量的1.0-3.0倍，更特别地是1.2-2.0倍。
在水溶性流体中使用的聚合物絮凝剂可以选自阴离子、阳离子、非离子和两性的高分子量化合物。合适的阴离子聚合物絮凝剂包括丙烯酰胺/丙烯酸钠共聚物，和丙烯酰胺/丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚物。合适的阳离子聚合物絮凝剂包括烷氨基甲基丙烯酸酯季盐聚合物，烷氨基丙烯酸酯季盐/丙烯酰胺共聚物，和聚脒盐酸盐。合适的非离子聚合物絮凝剂包括聚丙烯酰胺碱性聚合物絮凝剂。合适的两性聚合物絮凝剂包括丙烯酰胺/丙烯酸/烷基氨基(甲基)丙烯酸酯季盐共聚物。在这些当中，优选非离子聚合物絮凝剂，其中更优选聚丙烯酰胺碱性聚合物絮凝剂。
当聚丙烯酰胺碱性聚合物絮凝剂用作絮凝剂时，优选其平均分子量为6×106-12×106，更优选8×106-10×106，这通过凝胶渗透色谱法(GPC)，相对于聚苯乙烯标准物测量。分子量小于6×106的絮凝剂可具有较小的絮凝能力。分子量大于12×106的絮凝剂可能在水溶性流体中的可溶性较低。聚丙烯酰胺碱性聚合物絮凝剂例如以商品名Sanfloc商购于Sanyo Chemical Industries，Ltd.。
聚合物絮凝剂优选以5-1000ppm的浓度存在，更优选10-500ppm，基于水溶性流体的重量。小于5ppm的浓度可能无法实现控制发泡和浑浊的所需效果。在超过1000ppm的浓度下，可能得不到该效果的进一步改进，并且流体粘度的相应增加可不利地影响加工操作。
在水溶性流体中，可视需要添加基础油，消泡剂和其他添加剂，例如极压添加剂，抗腐蚀剂，抗氧化剂和着色剂。可使用任何所需用量的这些添加剂，只要没有损害本发明的效果即可。
水溶性流体特别适合于在钕-铁-硼磁体块加工中使用。
实施例
以下通过阐述，而不是限制的方式给出本发明的实施例。
实施例1-3和对比例1与2
制备试验流体
通过添加表1中用量的聚合物絮凝剂到含2g/l十二烷二酸和10g/l三乙醇胺的水溶液中，制备试验流体(实施例1-3)。对比例1是十二烷二酸和三乙醇胺的水溶液。对比例2是可商购的水溶性流体(Neos Co.，Ltd.的Finecut 902S)。在实施例1-3中使用下述聚合物絮凝剂。
非离子聚合物絮凝剂：Sanfloc N-500P(聚丙烯酰胺，分子量10×106)，Sanyo Chemical Industries，Ltd.
阳离子聚合物絮凝剂：Sanfloc C-009P(烷氨基甲基丙烯酸酯季盐聚合物，分子量2×106)，Sanyo Chemical Industries，Ltd.
起泡/浊度评价
(1)试验方法
向100ml瓶子中引入50ml试验流体和5g钕-铁-硼磁体的加工过的片屑，摇动30分钟并允许静置一定时间段。
(2)评价
在流体保持5分钟和1小时之后，肉眼检测在液体表面上的气泡和液相的浊度。表1中示出了结果。根据下述标准，评价流体。
○：没有气泡，没有浑浊
△：一些气泡，一定的浊度
×：许多气泡，严重浑浊
表1
Figure BDA0000060610990000051
证明实施例1-3的水溶性流体有效地控制起泡和浑浊，从而适合于在稀土磁体块加工中使用。
在稀土磁体加工中，聚合物絮凝剂有效地防止在水溶性流体的使用过程中水溶性流体起泡和浑浊，从而改进加工操作的效率与精度。

Claims (5)

1.在稀土磁体加工中使用的水溶性流体，它为含有机酸、碱性化合物和聚合物絮凝剂的水溶液形式。
2.权利要求1的流体，其中聚合物絮凝剂是非离子聚合物絮凝剂。
3.权利要求2的流体，其中非离子聚合物絮凝剂是聚丙烯酰胺聚合物絮凝剂。
4.权利要求1的流体，其中聚合物絮凝剂以5-1000ppm的浓度存在。
5.权利要求1的流体，它在钕-铁-硼磁体加工中使用。
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