CN104357201A - 一种适用于镁合金材加工的微乳化切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于镁合金材加工的微乳化切削液及其制备方法。所述切削液原料包括以下组份：石蜡基油、花生油、桉树油、聚山梨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、油酸钠、环烷酸钾、吐温-80、油酸三乙醇胺、硫酸锌、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、二甲基硅油、硫化油酸、辛基酚聚氧乙烯醚、蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10、添加剂、去离子水。本发明的一种适用于镁合金材加工的微乳化切削液在镁缓蚀性能、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

一种适用于镁合金材加工的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，特别涉及一种适用于镁合金材加工的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。镁合金由于具有重量轻，强度及刚度比较高，且可回收和具有良好的机械加工性。它在汽车、手机、电脑登领域已获得广泛应用，但由于镁合金的燃点低及活性高，在使用时普遍存在以下问题：一是在切削过程由于刀具前刀面与切削面接触，发生剧烈摩擦，压力很高，温度也很高，且由于产生的切削较为细小，如果此时不充分冷却将会在镁件表面出现裂纹及低温熔焊、甚至燃烧，这时工件表面的质量较低。二是由于加工过程中镁离子在切削液中析出，可导致切削液硬度上升，最终致使切削液产生分层腐败现象，缩短切削液使用寿命，市面上镁合金专用切削液最长使用周期为3-5周；三是镁合金化学性质活泼，与切削液中的水、胺发生反应，导致镁合金工件发黑腐蚀影响加工产品质量，使用液更换频繁造成废液处理难不符合环保要求。例如： CN201210400613.5 公开的一种多效性半合成切削液中就存在上述问题，而 CN201210172494.2 公开的镁合金半合成切削液、制备方法及使用方法中的用于镁合金的切削液则存在润滑性能不高、切削液伤手的问题。因此，研制一种润滑和防锈性优良安全无害的适用于镁合金材加工的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适用于镁合金材加工的微乳化切削液及其制备方法，添加剂合理化选择配比有效防止加工后镁合金工件表面腐蚀发黑现象，抑制了镁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。

为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于镁合金材加工的微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份 ：石蜡基油：15-17份、花生油：5-7份、桉树油：5-7份、聚山梨酯 ：5-7份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：5-7份、油酸钠：6-8份、环烷酸钾：7-9份、吐温-80：5-7份、油酸三乙醇胺：3-5份、硫酸锌：5-8份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3-4份、十二烷基苯磺酸钠：3-5份、二甲基硅油：6-8份、硫化油酸 ：3-4份、辛基酚聚氧乙烯醚：5-7份、蓖麻油酸：4-7份、脂肪酸山梨坦：0.5-1份、百杀得BIT-10：2-5份、添加剂：10-15份、去离子水：35-40份。

切削液原料按重量份包括以下组份 ：石蜡基油：16份、花生油：6份、桉树油：6份、聚山梨酯 ：6份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：6份、油酸钠：7份、环烷酸钾：8份、吐温-80：6份、油酸三乙醇胺：4份、硫酸锌：6.5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3.5份、十二烷基苯磺酸钠：4份、二甲基硅油：7份、硫化油酸 ：3.5份、辛基酚聚氧乙烯醚：6份、蓖麻油酸：5.5份、脂肪酸山梨坦：0.75份、百杀得BIT-10：3.5份、添加剂：12.5份、去离子水：38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。

所述环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在80～85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

所述添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

一种适用于镁合金材加工的微乳化切削液的制备方法，包括以下步骤 ：a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在40-50℃匀速搅拌30-45分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得镁合金半合成切削液。

在步骤a中，将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在45℃匀速搅拌40分钟。

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。

所述环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在80～85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

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。   

切削液的冷却作用，取决于它的导热系数、比热、汽化热及汽化速度等。水的导热系数为油的3～5倍，比热为油的2～2.5倍，故水的冷却性能比油优越很多。新型水基切削液中含有较多的水分，所以冷却性能突出。 

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。

本发明的有益效果：本发明的镁合金半合成切削液，不含氯、三嗪、芳香烃 、亚硝酸钠等对人体有害成份，对皮肤无刺激性，对操作者友好；出色的抗泡性，可用于高压系统及要求高空气释放性的操作条件，软硬水适用；具有良好的沉屑性，提供切削屑及切削细分的快速沉降，维持系统清洁及容易清洗排除污染物，浮油很快在切削液的液面上完全分离；良好的冷却性和清洗性，保持机床和工件的清洁，减少粘性物残留；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710N以上，最高能达到770N，远高于现有技术中500N。切削液的抗菌性极强，使用周期为 12 个月以上，是市面上镁合金切削液使用周期的2-4倍以上；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。

具体实施方式

实施例1

本实施例的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：15-17份、花生油：5-7份、桉树油：5-7份、聚山梨酯 ：5-7份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：5-7份、油酸钠：6-8份、环烷酸钾：7-9份、吐温-80：5-7份、油酸三乙醇胺：3-5份、硫酸锌：5-8份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3-4份、十二烷基苯磺酸钠：3-5份、二甲基硅油：6-8份、硫化油酸 ：3-4份、辛基酚聚氧乙烯醚：5-7份、蓖麻油酸：4-7份、脂肪酸山梨坦：0.5-1份、百杀得BIT-10：2-5份、添加剂：10-15份、去离子水：35-40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，环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在80～85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

本实施例中，添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

本实施例中原料的重量均为 ：重量份×400KG；

其制备方法如下：a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在40-50℃匀速搅拌30-45分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得适用于镁合金材加工的微乳化切削液。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

本实施例的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：15份、花生油：5份、桉树油：5份、聚山梨酯 ：5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：5份、油酸钠：6份、环烷酸钾：7份、吐温-80：5份、油酸三乙醇胺：3份、硫酸锌：5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3份、十二烷基苯磺酸钠：3份、二甲基硅油：6份、硫化油酸 ：3份、辛基酚聚氧乙烯醚：5份、蓖麻油酸：4份、脂肪酸山梨坦：0.5份、百杀得BIT-10：2份、添加剂：10份、去离子水：35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，环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在80℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

本实施例中，添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

本实施例中原料的重量均为 ：重量份×400KG；

其制备方法如下：

a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在40℃匀速搅拌30分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得适用于镁合金材加工的微乳化切削液。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，能有效避免镁合金在加工、存放过程中镁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710N，防锈单片在72h以上，使用周期为 8个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。

实施例3

本实施例的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：17份、花生油：7份、桉树油：7份、聚山梨酯 ：7份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：7份、油酸钠：8份、环烷酸钾：9份、吐温-80：7份、油酸三乙醇胺：5份、硫酸锌：8份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：4份、十二烷基苯磺酸钠：5份、二甲基硅油：8份、硫化油酸 ：4份、辛基酚聚氧乙烯醚：7份、蓖麻油酸：7份、脂肪酸山梨坦：1份、百杀得BIT-10：5份、添加剂：15份、去离子水：40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，环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

本实施例中，添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

本实施例中原料的重量均为 ：重量份×400KG；

其制备方法如下：

a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在50℃匀速搅拌45分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得适用于镁合金材加工的微乳化切削液。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，能有效避免镁合金在加工、存放过程中镁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730N，防锈单片在72h以上，使用周期为8 个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。

实施例4

本实施例的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：15份、花生油：5份、桉树油：5份、聚山梨酯 ：5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：5份、油酸钠：6份、环烷酸钾：7份、吐温-80：5份、油酸三乙醇胺：3份、硫酸锌：5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：4份、十二烷基苯磺酸钠：5份、二甲基硅油：8份、硫化油酸 ：4份、辛基酚聚氧乙烯醚：7份、蓖麻油酸：7份、脂肪酸山梨坦：1份、百杀得BIT-10：5份、添加剂：15份、去离子水：40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，环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

本实施例中，添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

本实施例中原料的重量均为 ：重量份×400KG；

其制备方法如下：

a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在50℃匀速搅拌45分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得适用于镁合金材加工的微乳化切削液。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，能有效避免镁合金在加工、存放过程中镁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754N，防锈单片在72h以上，使用周期为10个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。

实施例5

本实施例的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，切削液原料按重量份包括以下组份：石蜡基油：16份、花生油：6份、桉树油：6份、聚山梨酯 ：6份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：6份、油酸钠：7份、环烷酸钾：8份、吐温-80：6份、油酸三乙醇胺：4份、硫酸锌：6.5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3.5份、十二烷基苯磺酸钠：4份、二甲基硅油：7份、硫化油酸 ：3.5份、辛基酚聚氧乙烯醚：6份、蓖麻油酸：5.5份、脂肪酸山梨坦：0.75份、百杀得BIT-10：3.5份、添加剂：12.5份、去离子水：38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73℃之间，然后保温1.5h，制得油酸钠。

本实施例中，环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在83℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

本实施例中，添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

本实施例中原料的重量均为 ：重量份×400KG；

其制备方法如下：

a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在45℃匀速搅拌35分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得适用于镁合金材加工的微乳化切削液。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，能有效避免镁合金在加工、存放过程中镁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770N，防锈单片在72h以上，使用周期为12个月以上，加工件常温下一个月内不生锈。而对于以上技术效果，实施例5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。

对比例1

一种多效型半合成切削液，由以下方法制得：

首先制备含磷硼酸酯水基润滑剂： （1）将硼酸、原料A、丙三醇投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为80℃，反应时间120分钟； （2）关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50℃以下，再向反应釜中缓慢加入五氧化二磷，不断搅拌，控制反应温度在90℃以下，加料完毕后搅拌1小时； （3）控制温度在90℃以下，向反应釜中加纯水，搅拌60分钟； （4）将反应釜温度降到室温，出料，得到含磷硼酸酯水基润滑剂。 然后将单乙醇胺、苯并三氮唑、硼酸、含磷硼酸酯水基润滑剂、妥尔油脂肪酸、环烷油K22、石油磺酸钠、油酸聚氧乙烯酯（EO9）、BK、有机硅消泡剂、自来水在20℃下混合、搅拌均匀即可得到本多效型半合成切削液。

对比例2

本实施例的镁合金半合成切削液，切削液按重量比由10%环烷基矿物油、10%十二烷二元酸、5%新癸酸、6%异丙醇胺、10%三乙醇胺、10%季戊四醇油酸酯、10%三羟甲基丙烷油酸酯、1.5%苯并三氮唑、3.5%偏硅酸钠、5%脂肪醇聚氧乙烯醚、1%乙二胺四乙酸、1.5%异噻唑啉酮、0.5%二甲基硅油、26%去离子水组成； 本实施例以及下述实施例中的原料中重量均为：重量比×3600KG； 本实施例的镁合金半合成切削液的制备方法，包括以下步骤： a.制备水溶性切削液复合剂：在清洗干净的5000L蒸汽加热不锈钢反应釜中按重量比加入十二烷二元酸、新癸酸、异丙醇胺、三乙醇胺、季戊四醇油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、苯并三氮唑、偏硅酸纳、乙二胺四乙酸、去离子水，匀速搅拌并加热至80℃反应60分钟，确认溶液透明且无颗粒状固体,得到稳定透明的水溶性切削液复合剂,降温至40℃以下备用； b.在清洗干净的5000L不锈钢调和釜中按重量比加入环烷基矿物油、异噻唑啉酮、脂肪醇聚氧乙烯醚以及步骤a中制备的水溶性切削液复合剂，常温匀速搅拌40分钟至溶液透明后加入二甲基硅油乳液，继续常温匀速搅拌至均匀半透明液体，制得镁合金半合成切削液；各种物质添加量见前述的重量百分比。

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

0.90

710N

0.89

8.4

合格

合格

实施例3

0.91

730N

0.91

8.5

合格

合格

实施例4

0.91

754N

0.92

8.5

合格

合格

实施例5

0.92

770N

0.94

8.6

合格

合格

对比例1

0.87

470N

0.86

8.4

合格

合格

对比例2

0.89

560N

0.88

8.8

合格

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770N，防锈单片在72h以上，使用周期为12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镁合金工件表面腐蚀发黑现象，抑制了镁合金切削液中泡沫的产生。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 (10)

1.一种适用于镁合金材加工的微乳化切削液，其特征在于切削液原料按重量份包括以下组份 ：石蜡基油：15-17份、花生油：5-7份、桉树油：5-7份、聚山梨酯 ：5-7份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：5-7份、油酸钠：6-8份、环烷酸钾：7-9份、吐温-80：5-7份、油酸三乙醇胺：3-5份、硫酸锌：5-8份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3-4份、十二烷基苯磺酸钠：3-5份、二甲基硅油：6-8份、硫化油酸 ：3-4份、辛基酚聚氧乙烯醚：5-7份、蓖麻油酸：4-7份、脂肪酸山梨坦：0.5-1份、百杀得BIT-10：2-5份、添加剂：10-15份、去离子水：35-40份。

2.根据权利要求 1 所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，其特征在于切削液原料按重量份包括以下组份 ：石蜡基油：16份、花生油：6份、桉树油：6份、聚山梨酯 ：6份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 ：6份、油酸钠：7份、环烷酸钾：8份、吐温-80：6份、油酸三乙醇胺：4份、硫酸锌：6.5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：3.5份、十二烷基苯磺酸钠：4份、二甲基硅油：7份、硫化油酸 ：3.5份、辛基酚聚氧乙烯醚：6份、蓖麻油酸：5.5份、脂肪酸山梨坦：0.75份、百杀得BIT-10：3.5份、添加剂：12.5份、去离子水：38份。

3.根据权利要求 1 所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，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 所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，其特征在于 ：所述环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在80～85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。

5.根据权利要求 1 所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液，其特征在于 ：所述添加剂为月桂酸、二亚乙基三胺和癸二酸按质量比3：5：3的比例混合。

6.一种权利要求 1 所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液的制备方法，其特征在于 ，包括以下步骤 ：a. 将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在40-50℃匀速搅拌30-45分钟，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百杀得BIT-10和添加剂，常温匀速搅拌60分钟，制得镁合金半合成切削液。

7.根据权利要求6所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液的制备方法，其特征在于 ：在步骤a中，将辛基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酯 、硫酸锌、油酸钠、环烷酸钾、二甲基硅油与去离子水混合后，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所述的适用于镁合金材加工的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、花生油、桉树油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 、吐温-80、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、硫化油酸，在45℃匀速搅拌40分钟。

9.根据权利要求6所述的适用于镁合金材加工的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所述的适用于镁合金材加工的微乳化切削液的制备方法，其特征在于 ：所述环烷酸钾的制备方法如下：先把工业环烷酸加热升温至80℃，然后慢慢加入50%的氢氧化钠水溶液，工业环烷酸与氢氧化钾按质量比为5：2，维持温度在80～85℃之间，然后保温2h，制得环烷酸钾。