CN104342276A - 一种铝材专用切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝材专用切削液及其制备方法，所述切削液包括烯丙基磺酸钠、二乙醇胺硼酸马来酐复合酯、环己六醇六磷酸脂、N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、硼砂、三乙醇胺、聚醚、聚乙二醇、水；制备方法为先将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，加入环己六醇六磷酸脂，加热搅拌，冷却、减压蒸馏，得混合物Ⅰ，再将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，加热搅拌，冷却得混合物Ⅱ，将混合物Ⅰ加至混合物Ⅱ中，升温搅拌，冷却得混合物Ⅲ，将硼砂和三乙醇胺加至混合物Ⅲ中，升温搅拌，冷却，得切削液。本发明的切削液对铝材具有抗腐蚀效果。

Description

一种铝材专用切削液及其制备方法

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种铝材专用切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削加工是金属加工中最常见、应用最广泛的一种。金属切削过程是指机床提供必要的运动和动力的条件下，用刀具(或磨具)切除(或磨削)坯件上多余的金属，从而获得形状、精度和表面质量均符合要求的工件的过程。根据工件的形状、精度和表面质量的不同，切削加工可分为车、铣、钻、刨、镗、绞、拉及磨削等。金属材料按预定规格进行切削(或磨削)加工时，为了减轻工具与工件之间的摩擦，增加润滑性，带走因摩擦而产生的热量和提高生产率，在工具与被切削的金属材料之间注入的液体，成为金属切削液。金属切削液是金属切削加工中不可缺少的佐料。合理地使用切削液，则可提高切削速度30％左右，降低切削温度100～150℃，减少切削力10～30％，延长刀具寿命4～5倍，提高工件表面加工质量，并能降低加工成本。

金属切削液在金属切削、磨削加工过程中具有相当重要的作用。它在机械加工中应用极为广泛。切削液应具备以下几方面的作用：

冷却作用：在工件切削加工过程中，能及时而迅速的降低切削区的温度，即降低通常因摩擦引起的温升、冷却也影响切削效率，切削质量及刀具寿命。

润滑作用：能减少切削刀具与工件间摩擦。润滑液能浸润到刀具与工件及其切屑之间，减少摩擦和粘结，降低切削阻力，保证切削质量，延长刀具寿命。

洗涤作用：使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工区，以防它们相互粘结及粘附在工件、刀具和机床上妨碍。

防锈作用：应有一定的防锈性能，防止工件和机床生锈。如提高防锈性能，还可部分取代工序间防锈。

铝型材的可机加工性是优良的，具有特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率支配着允许变形量的变化。据前瞻网《2013-2017年中国铝型材行业细分产品产销需求与前景预测分析报告》调查显示，商业上可提供的铝型材在不同形态下成形性的额值取决于成形的工艺方法，而铝及其合金，是金属中最易被切削液腐蚀的的金属，因而导致工件加工不精确，给加工带来的一定的麻烦。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种铝材专用切削液及其制备方法，该切削液在保证切削液的润滑作用的同时，可有效的在铝材表面产生一层抗腐蚀的保护膜，克服了现有切削液对铝材会产生腐蚀的技术缺陷。

一种铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠10～20份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯5～12份，环己六醇六磷酸脂3～9份，N，N-二甲基丙烯酰胺4～10份，丙烯酸甲酯5～16份，聚乙烯醇2～9份，聚乙烯基吡咯烷酮1～6份，硼砂5～15份，三乙醇胺3～16份，聚醚6～14份，聚乙二醇5～18份，水10～25份。

作为上述发明的进一步改进，所述铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠13～18份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯7～10份，环己六醇六磷酸脂4～8份，N，N-二甲基丙烯酰胺6～9份，丙烯酸甲酯8～12份，聚乙烯醇4～7份，聚乙烯基吡咯烷酮2～5份，硼砂8～12份，三乙醇胺5～13份，聚醚8～12份，聚乙二醇7～15份，水15～20份。

作为上述发明的进一步改进，所述铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠15，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯9份，环己六醇六磷酸脂6份，N，N-二甲基丙烯酰胺7份，丙烯酸甲酯10份，聚乙烯醇5份，聚乙烯基吡咯烷酮4份，硼砂10份，三乙醇胺9份，聚醚10份，聚乙二醇12份，水18份。

上述铝材专用切削液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，80～120℃搅拌3～5h，冷却至室温，减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，60～80℃搅拌2～4h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至50～70℃后搅拌1～3h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，升温至40～60℃后搅拌2～4h，冷却至室温，即得切削液。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中减压蒸馏的条件为80～100kpa。

作为上述发明的进一步改进，步骤4中升温过程在80～100kpa条件下进行。

本发明的铝材专用切削液，针对铝材的特有性质，在保证切削液的润滑作用的同时，可有效的在铝材表面产生一层抗腐蚀的保护膜，克服了现有切削液对铝材会产生腐蚀的技术缺陷，使铝材的加工更加得心应手，开拓了铝材的应用领域。

具体实施方式

实施例1

一种铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠10份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯5份，环己六醇六磷酸脂3份，N，N-二甲基丙烯酰胺4份，丙烯酸甲酯5份，聚乙烯醇2份，聚乙烯基吡咯烷酮1份，硼砂5份，三乙醇胺3份，聚醚6份，聚乙二醇5份，水10份。

上述铝材专用切削液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，80℃搅拌3h，冷却至室温，80kpa减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，60℃搅拌2h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至50℃后搅拌1h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，80kpa条件下升温至40℃后搅拌2h，冷却至室温，即得切削液。

实施例2

一种铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠13份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯7份，环己六醇六磷酸脂4份，N，N-二甲基丙烯酰胺6份，丙烯酸甲酯8份，聚乙烯醇4份，聚乙烯基吡咯烷酮2份，硼砂8份，三乙醇胺5份，聚醚8份，聚乙二醇7份，水15份。

上述铝材专用切削液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，90℃搅拌4h，冷却至室温，90kpa减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，65℃搅拌3h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至55℃后搅拌2h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，90kpa条件下升温至45℃后搅拌3h，冷却至室温，即得切削液。

实施例3

一种铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠15，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯9份，环己六醇六磷酸脂6份，N，N-二甲基丙烯酰胺7份，丙烯酸甲酯10份，聚乙烯醇5份，聚乙烯基吡咯烷酮4份，硼砂10份，三乙醇胺9份，聚醚10份，聚乙二醇12份，水18份。

上述铝材专用切削液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，95℃搅拌4h，冷却至室温，80kpa减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，75℃搅拌4h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至65℃后搅拌2h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，80kpa升温至55℃后搅拌3h，冷却至室温，即得切削液。

实施例4

一种铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠18份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯10份，环己六醇六磷酸脂8份，N，N-二甲基丙烯酰胺9份，丙烯酸甲酯12份，聚乙烯醇7份，聚乙烯基吡咯烷酮5份，硼砂12份，三乙醇胺13份，聚醚12份，聚乙二醇15份，水20份。

上述铝材专用切削液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，110℃搅拌5h，冷却至室温，100kpa减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，70℃搅拌3h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至65℃后搅拌2h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，100kpa条件下升温至55℃后搅拌3h，冷却至室温，即得切削液。

实施例5

一种铝材专用切削液，以重量份计包括：烯丙基磺酸钠20份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯12份，环己六醇六磷酸脂9份，N，N-二甲基丙烯酰胺10份，丙烯酸甲酯16份，聚乙烯醇9份，聚乙烯基吡咯烷酮6份，硼砂15份，三乙醇胺16份，聚醚14份，聚乙二醇18份，水25份。

上述铝材专用切削液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，120℃搅拌5h，冷却至室温，80kpa减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，80℃搅拌4h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至70℃后搅拌3h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，80kpa条件下升温至60℃后搅拌4h，冷却至室温，即得切削液。

将实施例1至5所得切削液按GB/T6144-85进行性能测试，结果如下：

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						贮存安定性	无分层胶状	无分层胶状	无分层胶状	无分层胶状	无分层胶状
pH值	9.0	9.0	9.0	9.0	9.0
						单片防锈试验(h)	72	75	68	72	100
叠片防锈试验(h)	16	20	18	20	40
						紫铜腐蚀试验(h)	24	25	22	24	50
铸铁腐蚀试验(h)	72	75	68	72	105
						铝合金腐蚀试验(h)	15	18	15	14	30
润滑性(Pg/N)	687	710	654	715	920

由上表可知，本发明的切削液具有良好的贮存安定性、防锈性、防腐蚀性及润滑性，在保证切削液的润滑作用的同时，可有效的在铝材表面产生一层抗腐蚀的保护膜，克服了现有切削液对铝材会产生腐蚀的技术缺陷。

Claims (6)

1.一种铝材专用切削液，其特征在于：以重量份计包括：烯丙基磺酸钠10～20份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯5～12份，环己六醇六磷酸脂3～9份，N，N-二甲基丙烯酰胺4～10份，丙烯酸甲酯5～16份，聚乙烯醇2～9份，聚乙烯基吡咯烷酮1～6份，硼砂5～15份，三乙醇胺3～16份，聚醚6～14份，聚乙二醇5～18份，水10～25份。

2.根据权利要求1所述的铝材专用切削液，其特征在于：所述铝材专用切削液以重量份计包括：烯丙基磺酸钠13～18份，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯7～10份，环己六醇六磷酸脂4～8份，N，N-二甲基丙烯酰胺6～9份，丙烯酸甲酯8～12份，聚乙烯醇4～7份，聚乙烯基吡咯烷酮2～5份，硼砂8～12份，三乙醇胺5～13份，聚醚8～12份，聚乙二醇7～15份，水15～20份。

3.根据权利要求1所述的铝材专用切削液，其特征在于：所述铝材专用切削液以重量份计包括：烯丙基磺酸钠15，二乙醇胺硼酸马来酐复合酯9份，环己六醇六磷酸脂6份，N，N-二甲基丙烯酰胺7份，丙烯酸甲酯10份，聚乙烯醇5份，聚乙烯基吡咯烷酮4份，硼砂10份，三乙醇胺9份，聚醚10份，聚乙二醇12份，水18份。

4.权利要求1至3任一项所述的铝材专用切削液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将烯丙基磺酸钠和二乙醇胺硼酸马来酐复合酯混合，再加入环己六醇六磷酸脂，80～120℃搅拌3～5h，冷却至室温，减压蒸馏，得到混合物Ⅰ；

步骤2，将N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚、聚乙二醇加入水中，60～80℃搅拌2～4h，冷却至室温，得到混合物Ⅱ；

步骤3，将步骤1所得混合物Ⅰ加至步骤2所得混合物Ⅱ中，升温至50～70℃后搅拌1～3h，冷却至室温，得到混合物Ⅲ；

步骤4，将硼砂和三乙醇胺加至步骤3所得混合物Ⅲ中，升温至40～60℃后搅拌2～4h，冷却至室温，即得切削液。

5.根据权利要求4所述的铝材专用切削液的制备方法，其特征在于：步骤1中减压蒸馏的条件为80～100kpa。

6.根据权利要求4所述的铝材专用切削液的制备方法，其特征在于：步骤4中升温过程在80～100kpa条件下进行。