CN103555410B

CN103555410B - 一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN103555410B
Application number: CN201310590914.3A
Authority: CN
Inventors: 李荣福; 李诗菁; 陈文俊
Original assignee: GUANGZHOU YUEHUI METAL MACHINERY PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangxi Gaocheng New Material Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN103555410A

Abstract

本发明公开了一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液及其制备方法与应用，该水基防锈磨削冷却液是由去离子水、防锈络合物、复合极压抗磨润滑剂、硼砂、磷酸三钠、钼酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、杀菌防腐剂、水性有机硅高效消泡剂制备得到。本发明的冷却液不含亚硝酸盐和重金属等有毒有害物质，工作液可循环使用3个月以上无变质发臭，在磨削加工过程中不燃烧，对砂轮结合剂无侵蚀作用，对机床和工件无腐蚀、不粘砂轮、不起泡沫、无异味、外观透明便于观察加工产品，工件加工后7天以上无锈蚀，防锈能力强；本发明的合成产品可贮存两年时间无变质，经济实用效果显著，它能完全满足用户对相关产品的润滑防锈质量技术要求。

Description

一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于金属磨削加工润滑防锈技术领域，具体涉及一种汽车连杆磨削加工过程用水基防锈磨削冷却液及其制备方法和用途。

背景技术

内燃机汽车发动机关键配件的连杆产品在生产制造过程中需要经过各种机床磨切削机械加工工序的处理，而磨削加工工序是汽车连杆产品在生产制造过程中的重要环节之一，汽车连杆产品在加工制造过程中需要大量应用一种具有良好防锈、冷却、润滑、清洗四合一功能的水溶性透明磨削防锈冷却液。

技术要求工作液不含亚硝酸盐和重金属等有毒有害物质，不污染环境和影响操作者身体健康，工作液使用过程对机床和工件不腐蚀、对砂轮结合剂无锈蚀作用、不粘砂轮、不起泡沫、不燃烧，工件加工后暂停留在工序间一周以上无锈蚀，且具有优异的抗微生物繁殖和化学稳定性，不容易变质发臭，使用寿命长达3个月以上，无异味的透明液体，方便观察加工产品表面状况，能完全满足汽车连杆磨加工生产工艺防锈技术要求，使用效果良好。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液。汽车连杆产品在生产制造过程应用本发明的水基防锈磨削冷却液，根据磨削加工工艺防锈技术的要求，用自来水按比例稀释成一定浓度的工作液后，成为一种水溶性透明防锈性能良好，化学性能稳定、不含重金属等有毒有害物质，符合环保要求，具有极佳的防锈、冷却、润滑、清洗四合一功能，长寿命的水基透明磨削冷却液。

本发明的另一目的在于提供上述汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的制备方法，该方法采用独有的科学组合配方工艺，从而增强和提高了本发明水基防锈磨削冷却液在使用时用水按比例稀释成一定浓度的工作液后具有良好的化学稳定性，不容易变质发臭，使用寿命长达3个月以上的特点。

本发明的再一目的在于提供上述汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的用途。本发明水基防锈磨削冷却液除了可用于内燃机关键配件汽车连杆总成产品在生产制造过程的机床磨削加工工序外，也可适用于其它精密机械零部件、五金制品、空调压缩机滚动活塞等的钢、铸铁及铜合金制品的一般机床磨削加工，并根据机加工防锈技术工艺要求，用自来水将水基防锈磨削冷却液调配成3%～6%不同浓度（体积浓度）的工作液使用。

本发明的目的是通过下述的技术方案实现：

一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，由去离子水、防锈络合物、复合极压抗磨润滑剂、防锈剂、杀菌防腐剂和消泡剂制备得到。

上述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，优选由以下重量百分比的成分制备得到：

上述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，特别优选由以下重量百分比的成分制备得到：

所述的防锈络合物由以下方法制备得到：

在反应釜中加入10%去离子水、26.7%三乙醇胺、16.7%二乙醇胺并加热至60℃，然后顺序加入33.3%山梨醇、10%聚乙二醇、3.3%苯骈三氮唑，混合搅拌至完全溶解透明，即得到防锈络合物；所述的百分比为各成分占防锈络合物原料总重量的百分比。

所述的复合极压抗磨润滑剂由以下方法制备得到：

在反应釜中加入20%去离子水、40%三乙醇胺并加热升温至80℃，然后分别逐个加入20%硼酸、20%葵二酸，不断搅拌反应至物料完全溶解透明为止，即得到复合极压抗磨润滑剂；所述的百分比为各成分占复合极压抗磨润滑剂原料总重量的百分比。

上述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的制备方法，包括以下步骤：

（1）在反应釜中加入去离子水，再加入硼砂，升温至80～90℃，搅拌下加入钼酸钠、磷酸三钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠，搅拌至物料完全溶解，然后降温至60～70℃；

（2）搅拌下分别加入防锈络合物、复合极压抗磨润滑剂，然后降温至40～50℃，再加入杀菌防腐剂、水性有机硅高效消泡剂，搅拌反应40～60分钟，最后用网筛过滤除掉机械杂质，得到汽车连杆用水基防锈磨削冷却液；

所述的杀菌防腐剂是广东迪美生物技术有限公司生产的涂料保（防腐剂KSG108S）；

所述的水性有机硅高效消泡剂是广州市润必德化工有限公司进口的LZ-5674水性有机硅高效消泡剂；

步骤（2）所述的过滤是选用180目不锈钢过滤网筛进行常压过滤去除物料中的各种金属粉末、泥砂、纤维等机械杂质，过滤后的水基防锈磨削冷却液机械杂质含量不大于0.02%。

上述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，适用于内燃机关键配件汽车连杆总成产品在生产制造过程中作机床磨削加工工艺处理液，也可适用于其它精密机械零部件、五金制品、空调压缩机滚动活塞等的钢、铸铁及铜合金制品的一般机床磨削加工，并根据机加工防锈技术工艺要求，用自来水将水基防锈磨削冷却液调配成3%～6%不同浓度（体积浓度）的工作液使用。

本发明的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，主要由去离子水、防锈络合物、复合极压抗磨润滑剂、防锈剂、杀菌防腐剂和水性有机硅高效消泡剂制备而成。其中，去离子水采用反渗透系统的净水处理设备制取；防锈络合物包括山梨醇、三乙醇胺、二乙醇胺、聚乙二醇、苯骈三氮唑、纯水；复合极压抗磨润滑剂包括硼酸、葵二酸、三乙醇胺、纯水；防锈剂包括硼砂、钼酸钠、磷酸三钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠；所采用的杀菌防腐剂是涂料保（KSG108S）；所采用的水性有机硅高效消泡剂是LZ-5674。

本发明的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液配方组份合理，它不但可以加工较软的材料，如未淬火钢、铸铁和有色金属等，而且还可以加工硬度很高的材料，如淬火钢和硬质合金。由于磨削的原理是通过在机床上用砂轮对工件进行切削，以达到预定的形状、精度和光洁度。但是在磨削过程中，由于砂轮和工件的各种运动速度关系，磨削时会产生大量的热，这些热量主要来源有两个：（1）磨粒和粘结剂与工件之间因摩擦而产生的热量；（2）磨屑和工件表面层金属材料受磨粒挤压而剧烈变形时，金属分子之间产生相对移动，产生内摩擦而发热。因磨削速度很高，磨粒的切削刃口又很钝，因而摩擦产生的热和金属变形产生的热都很多。又因每一磨粒与工件表面的作用时间极短，热量在瞬时间产生，一下子来不及传出，所以磨屑和工件表面磨削点附件的瞬时温度很高，一般可达800～1000℃，有时甚至高达1500℃、磨削时看到的火花，就是炽热的磨屑离开工件飞出时，在空气中氧化、燃烧的结果。磨削热对加工的不利影响主要有两点：（1）易使工件表面烧伤；（2）使工件温度升高，产生热变形，影响加工精度。如果不加防锈冷却液，磨削区可高达1000～1500℃的温度，不仅会降低工件硬度，而且还会引起尺寸变化或工件变形，影响测量精度，甚至产生裂纹。使用防锈冷却液后，大量的热量被液体吸收，工件温度就会降低，以上不良现象就会避免。同时，防锈冷却液还能及时冲走磨下的切屑和脱落的磨粒，避免将工件表面拉伤，并能减少砂轮与工件表面之间的摩擦，对提高光洁度有利。

磨削用的冷却液一般应具有良好的冷却、润滑、清洗、防锈四个方面的作用。因为冷却性能好的磨削液，它能迅速吸收磨削热量，降低磨削温度，从而保证工件加工的几何尺寸精度。磨削液在磨加工过程中的另一作用是润滑，和冷却一样，润滑作用同样关系到工件的表面光洁度。润滑性能的好坏，通常与磨削液的渗透性、形成润滑膜的能力和润滑膜的强度有密切的关系。在金属磨削加工过程中，经常产生一些细碎的金属粉末和砂轮粒灰末等，为了防止细碎的砂轮末粘附在工件和机床上影响工件表面质量，要求磨削液有良好的清洗作用，同时在使用中，往往给予一定的压力以提高冲刷能力迅速将砂轮灰尘及时冲走。清洗能力的好坏与磨削液的渗透性、流动性和使用压力有关，而渗透性和流动性的好坏又与磨削液的组份有关。此外，磨削液应具有不腐蚀机床和工件的性能，金属磨削机床特别是一些精密的磨床长期在磨削冷却液的浸泡中，如产生腐蚀将造成很大的损失。因此，磨削液应具有良好的防锈作用，而防锈作用的好坏又取决于磨削液本身的性能和加入防锈剂的作用有关。

本发明的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液是综合了上述因素进行科学调配和系统试验研究的结果。生产应用验证表明，本发明的合成水基防锈磨削冷却液具有极佳的防锈、冷却、润滑、清洗效能，工件加工后在工序间停留7天以上无锈蚀，防锈能力强，工作液可连续使用3个月以上不易变质发臭，使用周期长，不含重金属等有毒有害物质，对环境和操作者健康有利，产品在生产制造过程中对砂轮结合剂无锈蚀作用，对机床和工件不腐蚀、不粘砂轮、不起泡沫、不燃烧，工作液透明无异味便于观察产品加工外观，能满足汽车连杆总成产品在生产制造过程的各种机床磨削加工工艺技术要求，有效地克服了国内外类似产品防锈效果不理想，工作液使用寿命短，容易变质发臭，对操作人员有皮肤过敏现象等存在问题。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、内燃机汽车发动机关键配件的连杆产品在生产制造过程中应用本发明水基防锈磨削冷却液具有良好的防锈、冷却、润滑、清洗功能，可根据机加工技术要求，用自来水将水基防锈磨削冷却液调配成3%～6%不同浓度的工作液使用，能完全满足汽车连杆总成产品在生产制造过程中的各种机床磨削加工工艺及防锈技术要求。

2、本发明水基防锈磨削冷却液不含亚硝酸盐和重金属等有毒有害物质，不污染环境和不损害操作者身体健康。工作液在磨削加工过程中对机床和工件不腐蚀，对砂轮结合剂无侵蚀作用，不粘砂轮、不起泡沫、不燃烧、无异味、外观透明便于观察产品加工外观、工件加工后停留在工序间7天以上无锈蚀，防锈能力强，工作液可连续长达3个月以上的时间循环使用，不变质发臭，具有优异的抗微生物繁殖能力和化学稳定性。

3、本发明的水基防锈磨削冷却液所用的原材料采购来源易得，生产过程工艺简单，所合成的水基防锈磨削冷却液可贮存两年时间不变质，经济实用效果良好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

防锈络合物由以下步骤制备得到：

在密闭的不锈钢反应釜中加入10%去离子水、26.7%三乙醇胺、16.7%二乙醇胺并加热至60℃，然后顺序加入33.3%山梨醇、10%聚乙二醇、3.3%苯骈三氮唑，混合搅拌至完全溶解透明为止，即得到防锈络合物；所述的百分比为各成分占防锈络合物原料总重量的百分比。

复合极压抗磨润滑剂由以下步骤制备得到：

在密闭的不锈钢反应釜中加入20%去离子水、40%三乙醇胺并升温至80℃，然后分别逐个加入20%硼酸、20%葵二酸，不断搅拌反应至物料完全溶解透明为止，即得到复合极压抗磨润滑剂；所述的百分比为各成分占复合极压抗磨润滑剂原料总重量的百分比。

一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的制备方法，包括以下步骤：

（1）在密闭的不锈钢反应釜中加入36.43%去离子水，再加入10%硼砂，加热升温至80～90℃，搅拌溶解，然后在不断搅拌下逐个顺序加入4%钼酸钠、3%磷酸三钠、2%柠檬酸钠、3%苯甲酸钠，再继续搅拌反应至混合材料完全溶解后降温至60～70℃。

（2）在不断搅拌下分别加入30%防锈络合物、10%复合极压抗磨润滑剂，然后降温至40～50℃，再加入1.5%杀菌防腐剂（广东迪美生物技术有限公司生产的涂料保KSG108S；下同）、0.07%水性有机硅高效消泡剂（广州市润必德化工有限公司进口的LZ-5674）混合搅拌反应40～60分钟，最后用180目不锈钢过滤网筛进行常压过滤去除混合物料中的各种金属粉末、泥砂、纤维等机械杂质，即得到汽车连杆用这种水基防锈磨削冷却液。

步骤（1）～（2）所述的百分比为各成分占汽车连杆用水基防锈磨削冷却液原料总重量的百分比。

实施例2

防锈络合物和复合极压抗磨润滑剂的制法同实施例1。

（1）在密闭的不锈钢反应釜中加入30.8%去离子水，再加入11%硼砂升温至80～90℃搅拌溶解为止，然后在不断搅拌下逐个顺序加入3%钼酸钠、2.5%磷酸三钠、1.5%柠檬酸钠、2.5%苯甲酸钠，再继续搅拌反应至混合材料完全溶解后降温至60～70℃。

（2）在不断搅拌下分别加入35%防锈络合物、12%复合极压抗磨润滑剂，然后降温至40～50℃，再加入1.6%杀菌防腐剂涂料保（KSG108S）、0.1%水性有机硅高效消泡剂LZ-5674混合搅拌反应40～60分钟，最后用180目不锈钢过滤网筛进行常压过滤去除混合物料中的各种金属粉末、泥砂、纤维等机械杂质，即得到汽车连杆用这种水基防锈磨削冷却液。

实施例3

防锈络合物和复合极压抗磨润滑剂的制法同实施例1。

（1）在密闭的不锈钢反应釜中加入34.12%去离子水，再加入12%硼砂升温至80～90℃搅拌溶解为止，然后在不断搅拌下逐个顺序加入3%钼酸钠、3.5%磷酸三钠、2%柠檬酸钠、1.5%苯甲酸钠，再继续搅拌反应至混合材料完全溶解后降温至60～70℃。

（2）在不断搅拌下分别加入32%防锈络合物、10%复合极压抗磨润滑剂，然后降温至40～50℃，再加入1.8%杀菌防腐剂涂料保（KSG108S）、0.08%水性有机硅高效消泡剂LZ-5674混合搅拌反应40～60分钟，最后用180目不锈钢过滤网筛进行常压过滤去除混合物料中的各种金属粉末、泥砂、纤维等机械杂质，即得到汽车连杆用这种水基防锈磨削冷却液。

实施例4

防锈络合物和复合极压抗磨润滑剂的制法同实施例1。

（1）在密闭的不锈钢反应釜中加入30.95%去离子水，再加入13%硼砂升温至80～90℃搅拌溶解为止，然后在不断搅拌下逐个顺序加入2.5%钼酸钠、4%磷酸三钠、2.5%柠檬酸钠、1%苯甲酸钠，再继续搅拌反应至混合材料完全溶解后降温至60～70℃。

（2）在不断搅拌下分别加入34%防锈络合物、10%复合极压抗磨润滑剂，然后降温至40～50℃，再加入2%杀菌防腐剂涂料（KSG108S）、0.05%水性有机硅高效消泡剂LZ-5674混合搅拌反应40～60分钟，最后用180目不锈钢过滤网筛进行常压过滤去除干净混合物料中的各种金属粉末、泥砂、纤维等机械杂质，即得到汽车连杆用这种水基防锈磨削冷却液。

本发明实施例所制备得到的适用于汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的主要防锈性比较如表1-2所示。

表2：本发明实施例1所制备得到的适用于汽车连杆水基防锈磨削冷却液的主要性能

通过表1百叶箱大气暴露腐蚀试验可以看出，实验试样在对45^#钢、Z₃₀铸铁、H₆₂黄铜、Ly₁₂铝的百叶箱大气暴露腐蚀试验中，实施例1水基防锈磨削冷却液的防锈性能优于实施例2～4的防锈效果。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，其特征在于是由以下重量百分比的成分制备得到：

去离子水： 27.90~46.43%

防锈络合物： 28~35%

复合极压抗磨润滑剂： 8~10%

硼砂： 8~12%

柠檬酸钠： 1~3%

磷酸三钠： 2~3%

钼酸钠： 3~4%

苯甲酸钠： 2~3%

杀菌防腐剂： 1.5~2%

水性有机硅高效消泡剂：0.07~0.1%；

所述的防锈络合物由以下方法制备得到：

在反应釜中加入10%去离子水、26.7%三乙醇胺、16.7%二乙醇胺并加热至60℃，然后顺序加入33.3%山梨醇、10%聚乙二醇、3.3%苯骈三氮唑，混合搅拌至完全溶解透明，即得到防锈络合物；所述的百分比为各成分占防锈络合物原料总重量的百分比；

所述的复合极压抗磨润滑剂由以下方法制备得到：

在反应釜中加入20%去离子水、40%三乙醇胺并加热升温至80℃，然后分别逐个加入20%硼酸、20%癸二酸，不断搅拌反应至物料完全溶解透明为止，即得到复合极压抗磨润滑剂；所述的百分比为各成分占复合极压抗磨润滑剂原料总重量的百分比。

2.根据权利要求1所述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液，其特征在于是由以下重量百分比的成分制备得到：

去离子水： 38.43%

防锈络合物： 30%

复合极压抗磨润滑剂： 10%

硼砂： 8%

柠檬酸钠： 2%

磷酸三钠： 3%

钼酸钠： 4%

苯甲酸钠： 3%

杀菌防腐剂： 1.5%

水性有机硅高效消泡剂：0.07%。

3.权利要求1或2所述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在反应釜中加入去离子水，再加入硼砂，升温至80~90℃，搅拌下加入钼酸钠、磷酸三钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠，搅拌至物料完全溶解，然后降温至60~70℃；

（2）搅拌下分别加入防锈络合物、复合极压抗磨润滑剂，然后降温至40~50℃，再加入杀菌防腐剂、水性有机硅高效消泡剂，搅拌反应40~60分钟，最后用网筛过滤除掉机械杂质，得到汽车连杆用水基防锈磨削冷却液。

4.根据权利要求3所述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的过滤是用180目不锈钢过滤网筛进行常压过滤去除物料中的各种金属粉末、泥砂、纤维，过滤后的水基防锈磨削冷却液机械杂质含量不大于0.02%。

5.权利要求1或2所述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液在汽车连杆总成产品机床磨削加工中的应用。

6.根据权利要求5所述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液在汽车连杆总成产品机床磨削加工中的应用，其特征在于：将权利要求1或2所述的汽车连杆用水基防锈磨削冷却液加水配制成体积浓度为3~6%的工作液使用。