CN102311862A - 轧辊环保型磨削液及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧辊环保型磨削液及其制备方法和使用方法，磨削液原料包括葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、硼酸、甘油、二乙醇胺、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水；水性极压润滑剂包括三乙醇胺、二聚酸、高分子自乳化酯和蒸馏水；本发明的磨削液采用环保型抗粘附添加剂将润滑成份分散，抗粘附添加剂在砂轮表面优先吸附，从而防止了润滑组份以及磨屑在砂轮表面的粘附；环保型特殊极压润滑剂保证了磨削液的润滑性能和清洗性能的长期稳定；减少了磨削液在管路中的凝絮，保持供液管路通畅，具有环境友好的特性，符合对磨削液关于无毒、无腐蚀、稳定性好和透明度好的要求；制作和使用过程简单。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工用润滑冷却液及其制备方法和使用方法，特别涉及一种轧辊环保型磨削液及其制备方法和使用方法。
背景技术
轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材；得到希望形状的钢材。由于轧辊的表面直接接触刚才，轧辊的表面质量对大型轧辊厂的钢材轧制效果具有非常重要的影响，因此对轧辊表面要求较高；精加工方法一般采用磨削加工。磨削加工也是现有技术中轧辊加工应用较为广泛的加工方法之一。
轧辊磨削时，由于轧辊材料变形的内摩擦与砂轮和轧辊材料的外摩擦，将产生大量的磨削热，在磨削区内最高温度有时可达1000℃左右。磨削产生的高温可使轧辊表面烧伤、产生裂纹。因此，在磨削过程中需要使用磨削液。磨削液能起道冷却、润滑、清洗和防锈作用；一般要求磨削液的化学成分要纯，不应含有毒性的杂质；避免腐蚀轧辊、磨床和刺激人的皮肤；不易变质；不易燃烧，不易挥发；透明度好，便于观察磨削情况；不腐蚀砂轮结合剂。
现有技术中，使用普遍使用的磨削液对轧辊进行磨削加工，具有以下缺点：一是磨削产生的细屑粘附在砂轮上，会对轧辊表面造成刮伤，为解决以上问题，普遍采用在磨削液中加入非环保的亚硝酸盐的方法，控制砂轮的粘附问题；然而，废液对环境造成破坏；二是磨削液在供液过程中会在供液管路中产生凝絮，造成管路堵塞，影响正常供液，影响正常的磨削加工。
因此，需要一种用于磨削加工轧辊的磨削液，使用时能够避免磨削产生的细屑粘附在砂轮，从而保证轧辊的表面质量，并且在供液过程中不会在管路中产生凝絮，保持管路通畅，同时，具有环境友好的特性，符合对磨削液关于无毒、无腐蚀、稳定性好和透明度好的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种轧辊环保型磨削液及其制备方法和使用方法，该磨削液使用时能够避免磨削产生的细屑粘附在砂轮，从而保证轧辊的表面质量，并且在供液过程中不会在管路中产生凝絮，保持管路通畅，同时，具有环境友好的特性，符合对磨削液关于无毒、无腐蚀、稳定性好和透明度好的要求；制作和使用过程简单。
本发明的轧辊环保型磨削液，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：5-10％，非离子乳化剂：5-10％，水性极压润滑剂：10-20％，硼酸：2-5％，甘油：5-10％，二乙醇胺：10-30％，二羧酸盐基复合物防锈剂：10-30％，单丁醚：5-10％，抗硬水剂：0.5-1％，消泡剂：0.05-0.1％，蒸馏水0-52.55％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：7-13，二聚酸：2-5，高分子自乳化酯：2-6，蒸馏水：为三乙醇胺的两倍。
进一步，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：8％，非离子乳化剂：8％，水性极压润滑剂：15％，硼酸：3％，甘油：3％，二乙醇胺：20％，二羧酸盐基复合物防锈剂：20％，单丁醚：7％，抗硬水剂：0.8％，消泡剂：0.08％，蒸馏水15.12％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：10，二聚酸：3，高分子自乳化酯：4，蒸馏水：20。
本发明还公开了一种轧辊环保型磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、二聚酸和高分子自乳化酯混合后加热至55℃-65℃并搅拌反应至透明状态，加入设定重量份的蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到100℃-120℃，保温1小时以上，降温至60℃以下，加入设定重量份葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，搅拌至均匀透明。
进一步，步骤a中，按重量份将三乙醇胺、二聚酸和高分子自乳化酯混合后加热至60℃并搅拌反应至透明状态；
进一步，步骤b中，将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到110℃。
本发明还公开了一种轧辊环保型磨削液的使用方法，将将磨削液与水按体积比1∶10-40稀释使用。
进一步，将磨削液与水按体积比1∶30稀释使用。
本发明的有益效果是：本发明的轧辊环保型磨削液及其制备方法和使用方法，该磨削液采用环保型葡萄糖酸钠作为抗粘附添加剂将润滑成份分散，抗粘附添加剂在砂轮表面优先吸附，从而防止了润滑组份以及磨屑在砂轮表面的粘附；环保型特殊极压润滑剂保证了磨削液的润滑性能和清洗性能的长期稳定；采用环保型单丁醚作为偶合剂，降低凝絮作用，减少了磨削液在管路中的凝絮；二羧酸盐基复合物防锈剂作为防锈剂，具有环保和防锈功能，磨削加工时能够保证轧辊的表面质量，保持供液管路通畅，具有环境友好的特性，符合对磨削液关于无毒、无腐蚀、稳定性好和透明度好的要求；制作和使用过程简单。
具体实施方式
实施例一
本实施例的轧辊环保型磨削液，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：8％，非离子乳化剂：8％，水性极压润滑剂：15％，硼酸：3％，甘油：3％，二乙醇胺：10％，二羧酸盐基复合物防锈剂：15％，单丁醚：7％，抗硬水剂：0.8％，消泡剂：0.08％，蒸馏水30.12％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：10，二聚酸：3，高分子自乳化酯：4，蒸馏水：20；
本实施例以及下述实施例中的水性极压润滑剂原料中的三乙醇胺、二聚酸、高分子自乳化酯和蒸馏水的重量均为：重量份×20KG；而其它成分均根据此重量计算而得。
本实施例的制备方法包括下列步骤：
a.制备水性极压润滑剂：在1000L电加热不锈钢反应釜中加入10份三乙醇胺、4份二聚酸和3份高分子自乳化酯加热至60℃并搅拌反应至透明状态(一般为一个小时左右)，加入设定重量份的蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按质量百分比称取二乙醇胺和硼酸并加入5000L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到110℃，保温1.5小时，降温至40℃，按原料质量百分比加入葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，搅拌至均匀透明；各种物质添加量见前述的重量百分比。
本实施例的切削液，在用于轧辊切削加工时，将磨削液与蒸馏水按体积比1∶30稀释使用。
本实施例的切削液具有优异的润滑性能、防锈性能及沉降性能，使用时各项指标均超现有技术中磨削液的相关标准，集中油池换油周期大于3年，单机油池换油周期超过13个月，减少了排放；同时，轧辊磨削加工没有出现因磨屑粘附在砂轮表面导致的轧辊划伤的情况；保持供液管路通畅。
实施例二
本实施例的轧辊环保型磨削液，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：5％，非离子乳化剂：5％，水性极压润滑剂：10％，硼酸：2％，甘油：5％，二乙醇胺：10％，二羧酸盐基复合物防锈剂：10％，单丁醚：5％，抗硬水剂：0.5％，消泡剂：0.05％，蒸馏水52.55％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：7，二聚酸：2，高分子自乳化酯：6，蒸馏水：14；
本实施例的制备方法包括下列步骤：
a.制备水性极压润滑剂：在1000L电加热不锈钢反应釜中加入7份三乙醇胺、2份二聚酸和6份高分子自乳化酯加热至65℃并搅拌反应至透明状态(一般为一个小时以内)，加入14份蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按质量百分比称取二乙醇胺和硼酸并加入5000L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到120℃，保温1.2小时，降温至55℃，加入葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，非离子乳化剂采用常用的机加工液用的非离子乳化剂均能实现发明目的；搅拌至均匀透明；各种物质添加量见前述的重量百分比。
本实施例的切削液，在用于轧辊切削加工时，将磨削液与蒸馏水按体积比1∶20稀释使用。
本实施例的切削液具有优异的润滑性能、防锈性能及沉降性能，使用时各项指标均超现有技术中磨削液的相关标准，集中油池换油周期为2.5-3年，单机油池换油周期超过11个月，减少了排放；同时，在换油周期内轧辊磨削加工没有出现因磨屑粘附在砂轮表面导致的轧辊划伤的情况；保持供液管路通畅。
实施例三
本实施例的轧辊环保型磨削液，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：5％，非离子乳化剂：5％，水性极压润滑剂：10％，硼酸：2％，甘油：6％，二乙醇胺：10％，二羧酸盐基复合物防锈剂：10％，单丁醚：5％，抗硬水剂：0.7％，消泡剂：0.08％，蒸馏水46.22％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：13，二聚酸：5，高分子自乳化酯：2，蒸馏水：26；
本实施例的制备方法包括下列步骤：
a.制备水性极压润滑剂：在1000L电加热不锈钢反应釜中加入13份三乙醇胺、5份二聚酸和2份高分子自乳化酯加热至55℃并搅拌反应至透明状态(一般为一个小时以上)，加入26份蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按质量百分比称取二乙醇胺和硼酸并加入5000L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到100℃，保温2小时，降温至常温，加入葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，非离子乳化剂采用常用的机加工液用的非离子乳化剂均能实现发明目的；搅拌至均匀透明；各种物质添加量见前述的重量百分比。
本实施例的切削液，在用于轧辊切削加工时，将磨削液与蒸馏水按体积比1∶10稀释使用。
本实施例的切削液具有优异的润滑性能、防锈性能及沉降性能，使用时各项指标均超现有技术中磨削液的相关标准，集中油池换油周期为2.5-3年，单机油池换油周期超过11个月，减少了排放；同时，在换油周期内轧辊磨削加工没有出现因磨屑粘附在砂轮表面导致的轧辊划伤的情况；保持供液管路通畅。
实施例四
本实施例的轧辊环保型磨削液，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：6％，非离子乳化剂：6％，水性极压润滑剂：12％，硼酸：3％，甘油：10％，二乙醇胺：10％，二羧酸盐基复合物防锈剂：20％，单丁醚：6％，抗硬水剂：1％，消泡剂：0.1％，蒸馏水25.9％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：11，二聚酸：4，高分子自乳化酯：3，蒸馏水：22；
本实施例的制备方法包括下列步骤：
a.制备水性极压润滑剂：在1000L电加热不锈钢反应釜中加入11份三乙醇胺、4份二聚酸和3份高分子自乳化酯加热至60℃并搅拌反应至透明状态(一般为一个小时左右)，加入22份蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按质量百分比称取二乙醇胺和硼酸并加入5000L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到110℃，保温1.5小时，降温至58℃，加入葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，非离子乳化剂采用常用的机加工液用的非离子乳化剂均能实现发明目的；搅拌至均匀透明；各种物质添加量见前述的重量百分比。
本实施例的切削液，在用于轧辊切削加工时，将磨削液与蒸馏水按体积比1∶35稀释使用。
本实施例的切削液具有优异的润滑性能、防锈性能及沉降性能，使用时各项指标均超现有技术中磨削液的相关标准，集中油池换油周期为2.5-3年，单机油池换油周期超过11个月，减少了排放；同时，在换油周期内轧辊磨削加工没有出现因磨屑粘附在砂轮表面导致的轧辊划伤的情况；保持供液管路通畅。
实施例五
本实施例的轧辊环保型磨削液，磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：5％，非离子乳化剂：6.9％，水性极压润滑剂：20％，硼酸：3％，甘油：5％，二乙醇胺：12％，二羧酸盐基复合物防锈剂：20％，单丁醚：5％，抗硬水剂：1％，消泡剂：0.1％；蒸馏水：22％
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：11，二聚酸：4，高分子自乳化酯：3，蒸馏水：22；
本实施例的制备方法包括下列步骤：
a.制备水性极压润滑剂：在1000L电加热不锈钢反应釜中加入11份三乙醇胺、4份二聚酸和3份高分子自乳化酯加热至65℃并搅拌反应至透明状态(一般在一个小时以内)，加入22份蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按质量百分比称取二乙醇胺和硼酸并加入5000L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到120℃，保温1.2小时，降温至58℃，按质量百分比称取并加入葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，搅拌至均匀透明；各种物质添加量见前述的重量百分比。
本实施例的切削液，在用于轧辊切削加工时用蒸馏水稀释40倍使用。
本实施例的切削液具有优异的润滑性能、防锈性能及沉降性能，使用时各项指标均超现有技术中磨削液的相关标准，集中油池换油周期为2年，单机油池换油周期超过8个月，减少了排放；同时，在换油周期内轧辊磨削加工没有出现因磨屑粘附在砂轮表面导致的轧辊划伤的情况；保持供液管路通畅。
上述实施例中，非离子乳化剂采用常用的机加工液用的非离子乳化剂，可以采用烷基酚与环氧乙烷的缩合物Tx-10；二羧酸盐基复合物防锈剂作为机加工液常用的防锈剂，可以采用二羧酸三乙醇胺盐基复合物；抗硬水剂可以采用乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐一种或一种以上的混合物，为机加工液常用组分，也可以包括其它机加工液常用的抗硬水剂；消泡剂可以采用机加工液常用的乳化硅油和磷酸脂中的一种或二者的混合物，也可以包括其它机加工液常用的消泡剂；上述实施例中，以上各种组分中的成分替换后对磨削液性质并无影响，因而都能实现发明目的。
由此可见，本发明制得的磨削液兑水稀释后使用，能用水按比例(1∶10～1∶40)稀释，稀释液具有优异的润滑性能、防锈性能及沉降性能，稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标。该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期为2-3年以上，单机油池换油周期为8-12个月，减少了排放，且废液中不含亚硝酸盐等有害物质，对保护环境非常有益；而对于以上技术效果，实施例一的配比以及工艺参数，使用效果最好，明显优于其它实施例，为最佳。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种轧辊环保型磨削液，其特征在于：磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：5-10％，非离子乳化剂：5-10％，水性极压润滑剂：10-20％，硼酸：2-5％，甘油：5-10％，二乙醇胺：10-30％，二羧酸盐基复合物防锈剂：10-30％，单丁醚：5-10％，抗硬水剂：0.5-1％，消泡剂：0.05-0.1％，蒸馏水0-52.55％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：7-13，二聚酸：2-5，高分子自乳化酯：2-6，蒸馏水：为三乙醇胺的两倍。
2.根据权利要求1所述的轧辊环保型磨削液，其特征在于：磨削液原料按重量百分比包括下列组分：葡萄糖酸钠：8％，非离子乳化剂：8％，水性极压润滑剂：15％，硼酸：3％，甘油：3％，二乙醇胺：20％，二羧酸盐基复合物防锈剂：20％，单丁醚：7％，抗硬水剂：0.8％，消泡剂：0.08％，蒸馏水15.12％；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括：三乙醇胺：10，二聚酸：4，高分子自乳化酯：3，蒸馏水：20。
3.一种权利要求1所述的轧辊环保型磨削液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、二聚酸和高分子自乳化酯混合后加热至55℃-65℃并搅拌反应至透明状态，加入设定重量份的蒸馏水溶解，得到水性极压润滑剂；
b.按重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到100℃-120℃，保温1小时以上，降温至60℃以下，加入设定重量份葡萄糖酸钠、非离子乳化剂、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚、抗硬水剂、消泡剂和蒸馏水，搅拌至均匀透明。
4.根据权利要求3所述的轧辊环保型磨削液的制备方法，其特征在于：步骤a中，按重量份将三乙醇胺、二聚酸和高分子自乳化酯混合后加热至60℃并搅拌反应至透明状态。
5.根据权利要求4所述的轧辊环保型磨削液的制备方法，其特征在于：步骤b中，将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到110℃。
6.一种权利要求1所述的轧辊环保型磨削液的使用方法，其特征在于：将将磨削液与水按体积比1∶10-40稀释使用。
7.根据权利要求6所述的轧辊环保型磨削液的使用方法，其特征在于：将将磨削液与水按体积比1∶30稀释使用。
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