CN104293467A

CN104293467A - 一种铝合金用微乳化切削液及其制备方法

Info

Publication number: CN104293467A
Application number: CN201410520093.0A
Authority: CN
Inventors: 张学平; 朱忠海
Original assignee: SUZHOU CHANGSHENG ELECTROMECHANICAL Co Ltd
Current assignee: Nanjing Valley Intellectual Property Service Co., Ltd.
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: CN104293467B

Abstract

本发明公开了一种铝合金用微乳化切削液及其制备方法。所述切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油12-16份、八角油3-5份、桉树油4-7份、脂肪酸山梨坦5-7份、油酸三乙醇胺3-4份、石油磺酸钠3-4份、山梨醇单油酸脂7-8份、单乙醇胺3-4份、硫酸锌6-7份、油酸钠4-7份、二甲基硅油6-8份、钼酸钠2-4份、辛基酚聚氧乙烯醚4-7份、氯化石蜡4-7份、蓖麻油酸4-5份、十二醇0.5-1.5份、味唑烷基脲1.2-1.5份、添加剂10-15份和去离子水15-25份。本发明的一种铝合金用微乳化切削液在缓蚀性能、防腐性、润滑性、防锈性、消泡性、使用周期等方面也都具有优越性能。

Description

一种铝合金用微乳化切削液及其制备方法

技术领域

本发明涉及机械加工用切削液，特别涉及一种铝合金用微乳化切削液及其制备方法。

背景技术

切削液（cutting fluid, coolant）是一种用在金属切削、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，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，具有冷却、润滑、清洗和防锈四种主要功能。由于切削技术的不断提高，先进切削机床的不断涌现，刀具和工件材料的发展，推动了切削液品种的更新换代，还要求所使用的切削液应具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。

削液按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。其中水基的切削液又可分为乳化液、微乳化切削液（半合成切削液）和全合成切削液。而随着现代机械加工向高速、强力、精密方向发展，超硬、超强度等难加工材料的发展也使切削加工的难度日益增加。从而导致切削加工过程中的摩擦力、摩擦热大幅度提高，这就要求金属加工液具有更好的润滑、冷却、清洗、防锈性能，以便获得理想的加工表面。矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差；水基切削液的冷却、清洗性能优良，但润滑、防锈性能差。目前，由于传统的油基切削液防锈性、稳定性、冷却性及环保等方面已明显滞后于现代切削加工技术的发展，开始向无公害或低公害的水基切削液发展。现在在国内，水基切削液的使用范围越来越广，且已开始从乳化液向性能好、寿命长的合成切削液、微乳化液过渡。

同时由于被加工的材料物理化学性质各异，切削液与加工材料相容性也很重要的问题。铝合金是有色金属中用途较广的金属之一，它具有密度小、质量轻、比强度高、导电和导热性好且具有较好的耐腐蚀性。铝合金材质目前在汽车发动机、变速器、航空设备和其它机械设备行业被广泛使用，因此对铝合金加工专用切削液的需求日益增长，铝合金的化学活性较强、质地较软、粘性强，生产加工中出现的问题也比较多，最为常见的有切削油粘刀和切削液加工中工件氧化失色产生黑斑等问题。国内在机械加工行业中用到铝合金加工的水溶性切削液存在一些问题，诸如性能差、使用寿命短、加工时能见度较差、易腐败发臭，废液较难处理等问题。例如CN201210444791.8公开的一种铝合金半合成切削液及其制备方法中的切削液就存在润滑性能不高、切削液伤手的问题。同时国内外也越来越重视健康环保问题，切削液开始向无公害或低公害的水基切削液发展。传统切削液基本对人体和环境会造成一定的危害，而随着技术的进步，创造出很多无公害或低公害的半合成切削液，但是在其润滑性能、极压抗磨性能、防锈性能和切削能力等技术指标都不够好，例如：CN201310390530.7公开了一种无硼、无氯、无甲醛微乳化切削液及其应用，该切削液就存在润滑性能不高、加工液的使用寿命短的问题；CN201310490879.8公开了一种环保润滑切削液，该水基切削液，在润滑性能、极压抗磨性能、防锈性能和切削能力等技术指标差，尤其是在加工铝合金件时会产生腐蚀发黑现象。因此，研制一种润滑性能、极压抗磨性能和防锈性优良、安全无公害的铝合金用微乳化切削液已是我国的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金用微乳化切削液及其制备方法，该切削液具有优越润滑性能、极压抗磨性能、防锈性能和良好的冷却性能，能有效防止加工后铝合金工件表面腐蚀发黑现象，抑制了铝合金切削液中泡沫的产生，解决了工件表面油污过重难于清洗的问题，延长了使用液的寿命，对人体无害。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铝合金用微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油12-16份、八角油3-5份、桉树油4-7份、脂肪酸山梨坦5-7份、油酸三乙醇胺3-4份、石油磺酸钠3-4份、山梨醇单油酸脂7-8份、单乙醇胺3-4份、硫酸锌6-7份、油酸钠4-7份、二甲基硅油6-8份、钼酸钠2-4份、辛基酚聚氧乙烯醚4-7份、氯化石蜡4-7份、蓖麻油酸4-5份、十二醇0.5-1.5份、味唑烷基脲1.2-1.5份、添加剂10-15份和去离子水15-25份。

铝合金用微乳化切削液，优选为切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油14份、八角油4份、桉树油5份、脂肪酸山梨坦6份、油酸三乙醇胺4份、石油磺酸钠4份、山梨醇单油酸脂7.5份、单乙醇胺3.5份、硫酸锌6.5份、油酸钠5份、二甲基硅油7份、钼酸钠3份、辛基酚聚氧乙烯醚4-7份、氯化石蜡4-7份、蓖麻油酸4.5份、十二醇1份、味唑烷基脲1.4份、添加剂12份和去离子水20份。

所述油酸钠的制备方法如下：先把工业油酸升温至70℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业油酸与氢氧化钠的质量比为5：2，维持温度在70～75℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

所述添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比3-8：6-10：2-4的比例混合。

所述添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比5：8：3的比例混合。

一种铝合金用微乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至80-90℃反应30-45分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在40-50℃匀速搅拌30-45分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。

在步骤a中，将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至85℃反应40分钟，降温至 50℃以下备用。

在步骤b中，将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在45℃匀速搅拌40分钟。

水基切削液的成分比较复杂，这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成分的HLB值，又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质，还应考虑诸成分的水溶性或在水中分散的性质。

在金属切削加工中，大多数摩擦属于边界润滑摩擦。在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的粘度无关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分是否包含着对金属存在强烈吸附的原子团，能在切削界面形成物理吸附膜。

非离子表面活性剂脂肪酸山梨坦中的极性基团对金属有较大的亲合能力，很容易吸附在金属表面上，形成吸附润滑膜。因其疏水基团较大，并有芳环结构，具有油性剂的作用。同时非离子表面活性剂脂肪酸山梨坦含有N非活性极压元素，它兼有油性剂和极压剂的双重功效。再与加入的极压抗磨剂协同作用，形成高强度物理和化学吸附膜，使之在高压、高温和激烈摩擦作用下不致于破坏。能防止或减小工件、切屑、刀具三者之间的直接接触，达到减小摩擦及粘结的目的，起到极好的润滑作用。

油酸三乙醇胺是一种阳离子表面活性剂，作为油性剂添加在切削液中，易在刃具与切削工件之间形成物理吸附膜，从而起到润滑作用。另外，油酸三乙醇胺与极压抗磨剂也有良好的协同抗磨作用，亦可使润滑性能显著提高。

切削液清洗性能的好坏，与切削液的渗透性和流动性紧密相关，表面张力低、渗透性和流动性好的切削液，清洗性能就好。而且切削液中由于有含量不低的非离子表面活性剂脂肪酸山梨坦和阳离子表面活性剂的存在，二者协调作用，极大地降低了切削液的表面张力，明显地增强了切削液的渗透性和流动性。因而具有很好的清洗性能。

防锈剂种类比较多，但是在半合成切削液中，防锈剂有特别要求，不但要能起到防锈作用，添加的这种防锈剂的HLB值折中，既能溶于油中，而且水中有一定的乳化作用。在经过大量的试验过程中，发现使用单一的防锈添加剂，不及同时使用几种防锈剂联合起来的作用大，但是并不是随便将几种防锈剂混合在一起就能起到增强的作用，很多防锈剂混合在一起并不能起到协同作用，甚至还不如单一防锈剂的效果。而本发明经过大量的试验，提供的该防锈剂组合之间存在一定的协同增幅，大大增强了其效果。

同时非离子表面活性剂脂肪酸山梨坦本身具有防锈和防腐作用，与加入的防腐剂产生复合增效作用，在金属表面形成吸附保护膜层，钝化膜层，从而阻滞了阴、阳极腐蚀过程，由于有致密的履盖膜，能有效地抗拒介质中的水分子、氧及其他腐蚀性物质的浸入，具有优良的防腐、防锈性能。

本发明的铝合金半合成切削液具有以下有益效果：

1)冷却性能突出。能大大带走切削热和充分冷却刃具的切削刃，使其保持硬度、强度和锐利的切削能力，从而提高了工作效率。 2)润滑性能优越。在切削区能形成润滑油膜，切削液最大无卡咬负荷PB值达到728N以上，最高能达到790N，远高于现有技术中500N。因而能大大降低切削力和降低刀具及砂轮的消耗。同乳化油相比，表面加工精度显著提高。3)该切削液在使用中可以渗入工件切削表面的极细微裂缝中，使表面金属晶格脆化，使切削加工容易进行。4)具有很好的流动性和良好的清洗性。同乳化油相比，可提高工件光洁度l～2级。5)具有优良的稳定性。在存储和使用时，不分层及析出沉淀物，不易腐败，不产生防碍工人健康的气体，环保型配方的合理化设计的切削液无异味，对皮肤无毒害、无刺激，能有效保障操作人员的健康和安全；工作环境干净无味，加工时能清晰观察工件表面。6)具有优良的化学、热安定性和防锈性。在高温、高压与空气接触中不分解、不变质、不腐蚀金属表面，并延长了使用液的寿命，使用周期为 6 个月以上，是市面上铝合金切削液使用周期的2倍以上；加工件常温下一个月内不生锈。7)新型水基切削液的总体性能高于矿物油，但成本不到矿物油的1/3。8)新型水基切削液的工作废液少，易于处理，大大地减少了环境污染。9)添加剂合理化选择配比有效防止加工后铝合金工件表面腐蚀发黑现象，抑制了铝合金切削液中泡沫的产生，解决了工件表面油污过重难于清洗的问题，在切削液过程中保持稳定产生的泡沫少、不腐蚀工件、机台无生锈现象、油水不分离、安全系数高。

具体实施方式

实施例1

本实施例的铝合金用微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：12-16份、八角油：3-5份、桉树油：4-7份、脂肪酸山梨坦：5-7份、油酸三乙醇胺：3-4份、石油磺酸钠：3-4份、山梨醇单油酸脂：7-8份、单乙醇胺：3-4份、硫酸锌：6-7份、油酸钠：4-7份、二甲基硅油：6-8份、钼酸钠：2-4份、辛基酚聚氧乙烯醚：4-7份、氯化石蜡：4-7份、蓖麻油酸：4-5份、十二醇：0.5-1.5份、味唑烷基脲：1.2-1.5份、添加剂：10-15份和去离子水：15-25份。

本实施例中，油酸钠的制备方法如下：先把工业油酸升温至70℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业油酸与氢氧化钠的质量比为5：2，维持温度在70～75℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

本实施例中，添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比3-8：6-10：2-4的比例混合。

本实施例中原料的重量均为：重量份×400KG；

本实施例的铝合金用微乳化切削液，包括以下步骤：

a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至80-90℃反应30-45分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在40-50℃匀速搅拌30-45分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。各种物质添加量见前述的重量份数；

本实施例的使用方法，将切削液与水按 1 ：15-20稀释使用；

实施例2

本实施例的铝合金用微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：12份、八角油：3份、桉树油：4份、脂肪酸山梨坦：5份、油酸三乙醇胺：3份、石油磺酸钠：3份、山梨醇单油酸脂：7份、单乙醇胺：3份、硫酸锌：6-7份、油酸钠：4份、二甲基硅油：6份、钼酸钠：2份、辛基酚聚氧乙烯醚：4份、氯化石蜡：4份、蓖麻油酸：4-5份、十二醇：0.5份、味唑烷基脲：1.2份、添加剂：10份和去离子水：15份。

本实施例中，油酸钠的制备方法如下：先把工业油酸升温至70℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业油酸与氢氧化钠的质量比为5：2，维持温度在70℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

本实施例中，添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比3：6：2的比例混合。

本实施例中原料的重量均为：重量份×400KG；

本实施例的铝合金用微乳化切削液，包括以下步骤：

a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至80℃反应30分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在400℃匀速搅拌30分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。各种物质添加量见前述的重量份数；

本实施例的使用方法，将切削液与水按 1 ：15稀释使用；

本实施例制得的切削液兑水稀释后使用，具有优良的清洗性能和沉降性能，润滑性能、抗腐蚀性能和清洗性能能够长期匹配，能有效避免铝合金在加工、存放过程中铝材表面腐蚀的现象发生，并且对有色金属和黑色金属有非常好的保护作用；工作液无异味，对皮肤无毒害、无刺激，能有效保障操作人员的健康和安全；同时工作液不会酸败变质，可以循环添加使用，无废液排放，不会污染环境。产品为浅色透明液体，稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010 有关指标，切削液最大无卡咬负荷PB值达到728N，防锈单片在72h以上，使用周期为 6 个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。

实施例3

本实施例的铝合金用微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份石蜡基油：14份、八角油：4份、桉树油：5份、脂肪酸山梨坦：6份、油酸三乙醇胺：4份、石油磺酸钠：4份、山梨醇单油酸脂：7.5份、单乙醇胺：3.5份、硫酸锌：6.5份、油酸钠：5份、二甲基硅油：7份、钼酸钠：3份、辛基酚聚氧乙烯醚：4-7份、氯化石蜡：4-7份、蓖麻油酸：4.5份、十二醇：1份、味唑烷基脲：1.4份、添加剂：12份和去离子水：20份。

本实施例中，油酸钠的制备方法如下：先把工业油酸升温至70℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业油酸与氢氧化钠的质量比为5：2，维持温度在75℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

本实施例中，添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比5：8：3的比例混合。

本实施例中原料的重量均为：重量份×400KG；

本实施例的铝合金用微乳化切削液，包括以下步骤：

a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至85℃反应40分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在45℃匀速搅拌40分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。各种物质添加量见前述的重量份数；

本实施例的使用方法，将切削液与水按 1 ：20稀释使用；

本实施例制得的切削液兑水稀释后使用，具有优良的清洗性能和沉降性能，润滑性能、抗腐蚀性能和清洗性能能够长期匹配，能有效避免铝合金在加工、存放过程中铝材表面腐蚀的现象发生，并且对有色金属和黑色金属有非常好的保护作用；工作液无异味，对皮肤无毒害、无刺激，能有效保障操作人员的健康和安全；同时工作液不会酸败变质，可以循环添加使用，无废液排放，不会污染环境。产品为浅色透明液体，稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010 有关指标，切削液最大无卡咬负荷PB值达到790N，防锈单片在72h以上，使用周期为12个月以上，加工件常温下3个月内不生锈。而对于以上技术效果，实施例3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。

实施例4

本实施例的铝合金用微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：13份、八角油：5份、桉树油：4份、脂肪酸山梨坦：5份、油酸三乙醇胺：4份、石油磺酸钠：3份、山梨醇单油酸脂：8份、单乙醇胺：4份、硫酸锌：6份、油酸钠：4份、二甲基硅油：8份、钼酸钠：3份、辛基酚聚氧乙烯醚：5份、氯化石蜡：4份、蓖麻油酸：5份、十二醇：0.5份、味唑烷基脲：1.5份、添加剂：15份和去离子水：15份。

本实施例中，添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比7：9：2的比例混合。

本实施例中原料的重量均为：重量份×400KG；

本实施例的铝合金用微乳化切削液，包括以下步骤：

a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至80℃反应45分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在50℃匀速搅拌30分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。各种物质添加量见前述的重量份数；

本实施例的使用方法，将切削液与水按 1 ：15稀释使用；

本实施例制得的切削液兑水稀释后使用，具有优良的清洗性能和沉降性能，润滑性能、抗腐蚀性能和清洗性能能够长期匹配，能有效避免铝合金在加工、存放过程中铝材表面腐蚀的现象发生，并且对有色金属和黑色金属有非常好的保护作用；工作液无异味，对皮肤无毒害、无刺激，能有效保障操作人员的健康和安全；同时工作液不会酸败变质，可以循环添加使用，无废液排放，不会污染环境。产品为浅色透明液体，稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010 有关指标，切削液最大无卡咬负荷PB值达到732N，防锈单片在72h以上，使用周期为 6 个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。

实施例5

本实施例的铝合金用微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：16份、八角油：5份、桉树油：7份、脂肪酸山梨坦：7份、油酸三乙醇胺：4份、石油磺酸钠：4份、山梨醇单油酸脂：8份、单乙醇胺：4份、硫酸锌：6-7份、油酸钠：7份、二甲基硅油：8份、钼酸钠：4份、辛基酚聚氧乙烯醚：7份、氯化石蜡：7份、蓖麻油酸：5份、十二醇：1.5份、味唑烷基脲：1.5份、添加剂：15份和去离子水：25份。

本实施例中，添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比8：10：4的比例混合。

本实施例中原料的重量均为：重量份×400KG；

本实施例的铝合金用微乳化切削液，包括以下步骤：

a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至90℃反应45分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在50℃匀速搅拌45分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。各种物质添加量见前述的重量份数；

本实施例的使用方法，将切削液与水按 1 ：20稀释使用。

本实施例制得的切削液兑水稀释后使用，具有优良的清洗性能和沉降性能，润滑性能、抗腐蚀性能和清洗性能能够长期匹配，能有效避免铝合金在加工、存放过程中铝材表面腐蚀的现象发生，并且对有色金属和黑色金属有非常好的保护作用；工作液无异味，对皮肤无毒害、无刺激，能有效保障操作人员的健康和安全；同时工作液不会酸败变质，可以循环添加使用，无废液排放，不会污染环境。产品为浅色透明液体，稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010 有关指标，切削液最大无卡咬负荷PB值达到736N，防锈单片在72h以上，使用周期为 6 个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。

对比例1

一种无硼、无氯、无甲醛微乳化切削液，包括以下重量百分比的原料：石蜡基基础油 60%，氢氧化钾 3%，三羟甲基丙烷油酸酯 5%，C6 ～ C14 烯基琥珀酸酐 1%，C8 ～ C12 二元羧酸 1%，C3 ～ C22 脂肪醇 1%，聚羧酸 1%，膦酸酯 4%，苯并三氮唑 0.2%，1,2- 苯并异噻唑啉 -3- 酮 3%，2- 甲基 -1,2- 苯并异噻唑啉 -3- 酮 3%，3- 碘 -2- 丙炔基丁基氨基甲酸酯 2%，妥尔油酸 5%，异构硬脂酸 5%，山梨酸酐单油酸酯 5%，脂肪醇聚氧乙烯醚 4%，水余量。

制备方法：先将氢氧化钾、二元酸化合物加入釜中，搅拌至溶解，然后依次加入石蜡基基础油、三羟甲基丙烷油酸酯、C6 ～ C14 烯基琥珀酸酐、C3 ～ C22 脂肪醇、聚羧酸、膦酸酯、苯并三氮唑，搅拌至均匀，然后加入 1,2- 苯并异噻唑啉 -3- 酮、2- 甲基 -1,2- 苯并异噻唑啉 -3- 酮、3- 碘 -2- 丙炔基丁基氨基甲酸酯、妥尔油酸、异构硬脂酸、山梨酸酐单油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌至透明。

对比例2

一种环保润滑切削液，由以下重量份数的原料制成：2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙基磺酸 4.5 份、季戊四醇胺 5份、烷基多硫化物 2.6 份、甲基三乙氧基硅烷 12 份、去离子水 21 份、乙酰乙酸乙酯 22 份、钼酸钠 1.4 份。

对比例3

一种铝合金半合成切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：

矿物油 20%、表面活性剂 12%、防锈剂 12%、铝缓蚀剂 2%、润滑剂 7%、极压剂 12%、消泡剂 1%、杀菌剂 1%、水 33%。

其中所述的矿物油为石蜡基矿物油；所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述的防锈剂为二乙醇胺；所述的铝缓蚀剂为 3- 氨基 -4- 辛醇；所述的润滑剂为聚醚酯；所述的极压剂为氯化石蜡；所述的消泡剂为乳化硅油；所述的杀菌剂为 2,6- 二甲基吗啉。

上述的一种铝合金半合成切削液的制备方法，包括如下步骤：在矿物油中，依次加入表面活性剂、防锈剂、铝缓蚀剂、润滑剂、极压剂、消泡剂、杀菌剂及水后，进行搅拌混合均匀，即得铝合金半合成切削液。

将上述各个实施例所得的切削液基础液分别在室温下静置，观察其稳定的时间。结果表明，在长达6个月的时间内，各切削液基础液均未出现分层变质的现象，可见本发明的切削液基础液具有非常优异的稳定性能。对各个实施例配制的切削液进行性能测试，测试结果见表1。测试方法采用国家相关测试标准，其中防锈性采用GB/T 6144 5.9，腐蚀性采用GB/T 6144 5.8，四球法采用GB/T 3142。

表 1 、用水稀释实施例2-5 和对比例1-3配制的切削液性能测试结果

密度（15℃ kg/L）

四球法P8值/kg

折光指数

pH值

腐蚀试验（55±2℃）/h

防锈试验（35±2℃）/h

实施例2

0.92

728N

0.89

8.4

合格

实施例3

0.93

790N

0.91

8.5

合格

实施例4

0.93

732N

0.92

8.5

合格

实施例5

0.92

736N

0.9

8.6

合格

对比例1

0.97

620N

0.86

8.4

合格

对比例2

0.81

320N

0.78

7.8

合格

对比例3

0.99

570N

0.88

8.2

合格

将上述实施例及对比例配制的切削液在苏州金属加工厂进行试用，获得了比较理想的效果。实践证明，本发明提供的切削液具有良好的防腐防锈性能，切削液最大无卡咬负荷PB值达到736N，防锈单片在72h以上，使用周期为 6 个月以上，加工件常温下一个月内不生锈，同时对人体皮肤无危害。同时本发明提供的切削液能降低切削温度60-150摄氏度，降低表面粗糙度1-2级，减少切削阻力15-30%，成倍提高刀具和砂轮的使用寿命，并能有效防止加工后铝合金工件表面腐蚀发黑现象，抑制了铝合金切削液中泡沫的产生。而对比例1中切削液PB值达到500N，使用周期一般为3个月，虽然也达到国家相关标准，但是远低于本发明提供的切削液的性能，在加工铝件的过程中，工件表面还是有发黑斑点现象。而对比例2中的切削液防锈性能差，PB值达到320N，使用周期一般为1个月，而且在加工铝件的过程中，工件表面还是有局部发黑现象。对比例3中的切削液PB值达到570N，使用周期一般为2-3个月，使用寿命短、长时间接触，对人体手部皮肤产生红疹、瘙痒等症状。由此可见本发明提供的切削液，经测试显示其性能稳定性，使用周期长，效果优越，安全无公害。

Claims

1.一种铝合金用微乳化切削液，其特征在于切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油12-16份、八角油3-5份、桉树油4-7份、脂肪酸山梨坦5-7份、油酸三乙醇胺3-4份、石油磺酸钠3-4份、山梨醇单油酸脂7-8份、单乙醇胺3-4份、硫酸锌6-7份、油酸钠4-7份、二甲基硅油6-8份、钼酸钠2-4份、辛基酚聚氧乙烯醚4-7份、氯化石蜡4-7份、蓖麻油酸4-5份、十二醇0.5-1.5份、味唑烷基脲1.2-1.5份、添加剂10-15份和去离子水15-25份。

2.根据权利要求 1 所述的铝合金用微乳化切削液，其特征在于切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油14份、八角油4份、桉树油5份、脂肪酸山梨坦6份、油酸三乙醇胺4份、石油磺酸钠4份、山梨醇单油酸脂7.5份、单乙醇胺3.5份、硫酸锌6.5份、油酸钠5份、二甲基硅油7份、钼酸钠3份、辛基酚聚氧乙烯醚4-7份、氯化石蜡4-7份、蓖麻油酸4.5份、十二醇1份、味唑烷基脲1.4份、添加剂12份和去离子水20份。

3.根据权利要求 1 所述的铝合金用微乳化切削液，其特征在于：所述油酸钠的制备方法如下：先把工业油酸升温至70℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业油酸与氢氧化钠的质量比为5：2，维持温度在70～75℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

4.根据权利要求 1 所述的铝合金用微乳化切削液，其特征在于：所述添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比3-8：6-10：2-4的比例混合。

5.根据权利要求 1 所述的铝合金用微乳化切削液，其特征在于：所述添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比5：8：3的比例混合。

6.一种权利要求 1 所述的铝合金用微乳化切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a. 将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至80-90℃反应30-45分钟，降温至 50℃以下备用；b. 将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在40-50℃匀速搅拌30-45分钟，加入蓖麻油酸、十二醇、味唑烷基脲和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得铝合金半合成切削液。

7.根据权利要求6所述的铝合金用微乳化切削液的制备方法，其特征在于：在步骤a中，将山梨醇单油酸脂、单乙醇胺、硫酸锌、油酸钠、二甲基硅油、钼酸钠与去离子水混合后，在抽真空的条件下匀速搅拌并加热至85℃反应40分钟，降温至 50℃以下备用。

8.根据权利要求6所述的铝合金用微乳化切削液的制备方法，其特征在于：在步骤b中，将步骤 a 中的混合溶液中加入石蜡基油、八角油、桉树油、脂肪酸山梨坦、油酸三乙醇胺、石油磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、氯化石蜡，在45℃匀速搅拌40分钟。

9.根据权利要求6所述的铝合金用微乳化切削液的制备方法，其特征在于：所述油酸钠的制备方法如下：先把工业油酸升温至70℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业油酸与氢氧化钠的质量比为5：2，维持温度在70～75℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

10.根据权利要求6所述的铝合金用微乳化切削液的制备方法，其特征在于：所述添加剂为月桂酸、正丁胺和三乙醇胺按质量比3-8：6-10：2-4的比例混合。