CN104263492A - 一种滚齿加工切削液 - Google Patents
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Abstract
一种滚齿加工切削液，涉及机械加工领域，包括以下质量份数的各个组分：去离子水35-55份、氧化菜油5-12份、季戊四醇1.5-2.5份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.5-3.5份、蓖麻油硼酸酯2.5-3.2份、环烷酸锌1.6-2.5份、降凝剂1.2-1.8份、清净剂2.2-3.3份、抗泡剂1.1-2.3份和分散剂1.2-1.7份。本发明提供的滚齿加工切削液，具有良好的流动性和较高的导热系数，能够有效散热，且在冷却性能的基础上具有良好的润滑性能和极压性能，适用于滚齿加工领域，不仅避免了过高温度导致刀具变形，也有利于降低刀具的磨损，延长刀具的使用寿命，是一种非常理想的滚齿加工切削液。
Description
技术领域
本发明属于机械化工领域，特别涉及一种在滚齿加工中使用，特别是高速滚齿加工中使用的切削液。
背景技术
切削液，是用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，属于机械加工领域的辅助材料。随着机械领域中加工技术的不断发展，切削液技术也不断得到提升。
切削液一般可分为油基切削液和水基切削液。其中，油基切削液油基切削液的润滑性能较好，而冷却效果较差；而水基切削液油基切削液的冷却散热性能较好，但润滑性能较差。
滚齿加工，是一种滚刀加工工件的方法，现在的滚齿加工技术，已经生产出高速钢滚刀，滚刀的速度已经超过100m/min，甚至更高。故，在滚齿加工过程中，由于是高速切削，会产生大量的热量，传统的油基切削液因导热效果差，会使得切削区的温度过高，导致切削油出现烟雾、起火现象，而且过高的温度也会导致刀具和加工工件变形，影响加工精度，故在滚齿高速加工过程中，应采用水基切削液。
申请号为201310605389.8 的“一种齿轮加工用切削液”专利文献，公开了一种切削液的技术方案，由石油磺酸钠、水溶性聚醚、二甲基硅油、三聚磷酸钠、氯化钠、硫代硫酸钠、苯甲酸钠组成，并由如下步骤制得：将10-12质量份石油磺酸钠、20-30质量份水溶性聚醚、1-2质量份二甲基硅油搅拌均匀得第一混合液；将7-9质量份三聚磷酸钠、6-8质量份氯化钠、5-7质量份硫代硫酸钠、1-2质量份苯甲酸钠依次加入15-40质量份水中搅拌均匀，得第二混合液；将第二混合液加入第一混合液中，混合搅拌2小时，至完全透明。
由此技术方案可知，该切削液润滑性能较好，而且也具有较好的流动性和导热性，但是在高速齿轮加工过程中，切削液的极压性也较为重要，能够有效减少对刀具的侵蚀，这就给上述切削液的使用带来局限。
申请号为201310492355.2的“一种新型冷却加工切削液”专利文献，公开了一种切削液的技术方案，由以下重量份数的原料制成：聚氨基甲酸酪2-4份、纳米二氧化钛2-6份、甲基异丁基酮4-9份、甲基丙烯酸2-9份、多元酸和多元醇的聚和酯10-18份和矿物油20-50份。
由上述技术方案可知，该切削液是一种油基切削液，为使得油基切削液也能达到水基切削液的冷却效果同时具有一定的润滑性能，添加了聚氨基甲酸酪、纳米二氧化钛和甲基异丁基酮，但性能上仍没有达到预期效果，该切削液的流动性和导热性依然较差，不能满足高速切削的散热需求，故该切削液亦不能适用于高速滚齿加工领域。
发明内容
本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有良好的极压性和润滑性，同时具有优良的冷却性能的滚齿加工切削液。
本发明的技术方案：一种滚齿加工切削液，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水35-55份、氧化菜油5-12份、季戊四醇1.5-2.5份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.5-3.5份、蓖麻油硼酸酯2.5-3.2份、环烷酸锌1.6-2.5份、降凝剂1.2-1.8份、清净剂2.2-3.3份、抗泡剂1.1-2.3份和分散剂1.2-1.7份；
其中，降凝剂为聚丙烯酸酯或聚α烯烃；
其中，清净剂为烷基水杨酸钙或环烷酸镁；
其中，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或甲基硅油；
其中，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺或聚乙烯蜡。
作为优选，氧化菜油的质量份数为6-9份。
作为优选，降凝剂为聚丙烯酸酯。
作为优选，清净剂为烷基水杨酸钙。
作为优选，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚。
作为优选，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
有益效果：本发明提供的滚齿加工切削液，是应用于滚齿加工领域，特别是高速滚齿加工领域的切削液。高速滚齿加工，由于会产生大量的热量，故冷却性能是至关重要的性能，其次，切削液也应具备一定的极压性能和润滑性能。为满足上述性能，本发明提供的切削液，是一种水基切削液，并加入了少量的植物润滑油脂，和一些金属盐，一方面是提供润滑性和极压性能，另一方面是提供了切削液的导热能力。
因此，本发明提供的滚齿加工切削液，具有良好的流动性和较高的导热系数，能够有效散热，且在冷却性能的基础上具有良好的润滑性能和极压性能，适用于滚齿加工领域，不仅避免了过高温度导致刀具变形，也有利于降低刀具的磨损，延长刀具的使用寿命，是一种非常理想的滚齿加工切削液。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例 1：
一种滚齿加工切削液，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水35份、氧化菜油5份、季戊四醇1.5份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.5份、蓖麻油硼酸酯2.5份、环烷酸锌1.6份、降凝剂1.2份、清净剂2.2份、抗泡剂1.1份和分散剂1.2份；
其中，降凝剂为聚丙烯酸酯；
其中，清净剂为烷基水杨酸钙；
其中，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚；
其中，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
实施例 2：
一种滚齿加工切削液，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水55份、氧化菜油12份、季戊四醇2.5份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐3.5份、蓖麻油硼酸酯3.2份、环烷酸锌2.5份、降凝剂1.8份、清净剂3.3份、抗泡剂2.3份和分散剂1.7份；
其中，降凝剂为聚丙烯酸酯；
其中，清净剂为烷基水杨酸钙；
其中，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚；
其中，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
实施例 3：
一种滚齿加工切削液，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水45份、氧化菜油8份、季戊四醇1.9份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.8份、蓖麻油硼酸酯2.7份、环烷酸锌2.2份、降凝剂1.6份、清净剂2.9份、抗泡剂1.7份和分散剂1.5份；
其中，降凝剂为聚丙烯酸酯；
其中，清净剂为烷基水杨酸钙；
其中，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚；
其中，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
实施例 4：
一种滚齿加工切削液，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水45份、氧化菜油9份、季戊四醇1.9份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.8份、蓖麻油硼酸酯2.7份、环烷酸锌2.2份、降凝剂1.8份、清净剂2.7份、抗泡剂1.7份和分散剂1.6份；
其中，降凝剂为聚丙烯酸酯；
其中，清净剂为环烷酸镁；
其中，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚；
其中，分散剂为聚乙烯蜡。
实施例 5：
一种滚齿加工切削液，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水48份、氧化菜油7份、季戊四醇1.8份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.8份、蓖麻油硼酸酯2.6份、环烷酸锌2.3份、降凝剂1.4份、清净剂2.5份、抗泡剂1.7份和分散剂1.5份；
其中，降凝剂为聚α烯烃；
其中，清净剂为环烷酸镁；
其中，抗泡剂为甲基硅油；
其中，分散剂为聚乙烯蜡。
将上述具体实施方式提供的切削液作为实验组；根据申请号为201310605389.8 的“一种齿轮加工用切削液”专利文献提供的技术方案制备切削液，为对照组；将实验组和对照组分别进行切削液性能测试。
（1）基本性能
外观：实施例1-5和对照组均为液态，无分层，无沉淀，呈均匀液状；
透明：实施例1-5为透明液体；对照组为透明液体；
（2）冷却性能
测定实施例1-5和对照组的切削液导热系数，单位w/（m*k），温度30℃，结果如下：
实施例1为0.63；
实施例2为0.67；
实施例3为0.64；
实施例4为0.65；
实施例5为0.65；
对照组为0.61。
由此可知，实施例1-5的冷却性能优于对照组，但差别不大，其中实施例2、实施例4和实施例5的冷却性能较好。
（3）极压性能
测定实施例1-5和对照组的切削液的最大无卡咬负荷，结果如下：
实施例1为0.51；
实施例2为0.55；
实施例3为0.54；
实施例4为0.53；
实施例5为0.53；
对照组为0.40。
由此可知，实施例1-5切削液都具有优良的极压性能，且实施例1-5切削液的极压性能明显优于对照组，其中实施例2的极压性能最佳。
（4）防锈性能
防锈等级，结果如下：
实施例1-5为合格；
对照组为合格。
综上可知，本发明提供的一种滚齿加工切削液，具有良好的极压润滑性能、冷却性能和防锈性能，能够更好保护滚齿加工过程中的刀具，避免刀具过度磨损从而减少刀具的使用寿命。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种滚齿加工切削液，其特征在于，包括以下质量份数的各个组分：
去离子水35-55份、氧化菜油5-12份、季戊四醇1.5-2.5份、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐2.5-3.5份、蓖麻油硼酸酯2.5-3.2份、环烷酸锌1.6-2.5份、降凝剂1.2-1.8份、清净剂2.2-3.3份、抗泡剂1.1-2.3份和分散剂1.2-1.7份；
其中，降凝剂为聚丙烯酸酯或聚α烯烃；
其中，清净剂为烷基水杨酸钙或环烷酸镁；
其中，抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚或甲基硅油；
其中，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺或聚乙烯蜡。
2.根据权利要求1所述的滚齿加工切削液，其特征在于：氧化菜油的质量份数为6-9份。
3.根据权利要求1所述的滚齿加工切削液，其特征在于：降凝剂为聚丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的滚齿加工切削液，其特征在于：清净剂为烷基水杨酸钙。
5.根据权利要求1所述的滚齿加工切削液，其特征在于：抗泡剂为蓖麻油聚氧乙烯醚。
6.根据权利要求1所述的滚齿加工切削液，其特征在于：分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
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| US10640723B2 (en) | 2018-03-16 | 2020-05-05 | Afton Chemical Corporation | Lubricants containing amine salt of acid phosphate and hydrocarbyl borate |
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