CN104403774A - 一种水基切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种水基切削液及其制备方法，涉及一种用于加工硬质材料的水基切削液。所述水基切削液，按质量比的原料组成为：润滑剂8～14、防锈剂16～20、清洗剂2～5、缓蚀剂5～8、螯合剂1～2、消泡剂0.5～2、水49～67.5。所述制备方法：将水加入反应釜中，在搅拌下依次加入润滑剂、防锈剂、清洗剂、缓蚀剂、螯合剂、消泡剂，再搅拌至溶液透明后，静置，即得所述水基切削液。采用多种缓蚀剂复配技术，克服了单一缓蚀剂功能单一的缺陷，通过复配提高了产品的缓蚀能力，大幅度提高了加工精度，良品率明显提高，同时延长了刀具的使用寿命。

Description

一种水基切削液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工硬质材料的水基切削液，尤其是涉及钕铁硼磁性材料后期切割加工用的一种水基切削液及其制备方法。

背景技术

切削液是一种用在金属及其他硬质材料的切、削、磨、打孔等加工工艺过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体。

近十几年来，随着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，推动了切削技术的发展，切削液的种类也越来越多，按其类型大体可分为油基切削液、水基切削液两大类。

油基切削液多采用各类油脂(植物油、矿物油、合成油)为原料，一般润滑性良好，但是冷却性较差。在加工过程中常冒烟，容易造成环境污染和引发火灾；传统的油基切削液中添加了不少对人体健康有影响的有机化合物，长期接触会损害身体、有害健康，存在较大的安全隐患。

水基切削液的开发成功，克服了油基切削液体的上述缺点，具有较好的冷却效果，其不含各类油脂，在加工过程中没有冒烟现象发生，降低了安全隐患，提高了生产安全性。水基切削液具有清洗性好、防锈性强、冷却性优、加工可视性高、切削液稳定等特点。随着各级对环境保护、废水的处理要求越来越高，水基切削液也得到了广泛的应用，逐渐得到各商家的青睐。

钕铁硼烧结后加工工艺主要包括切片、磨片、打孔等工序。钕铁硼磁性材料中含多种有稀土元素，其化学性质活泼，容易氧化、腐蚀、生锈，所以在加工过程中使用的切削液必须同时具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性才能满足其需要。从已有的专利等文献资料看，已有的切削液主要是应用于铁、铝、铜及它们的合金等材料的切、磨加工，针对钕铁硼磁性材料加工所需的水基切削液报道不多，即使有少量的报道，也存在缺陷，不能满足实际生产的需要。因此，开发出一种高性能多功能的水基切削液十分必要。

中国专利CN103361153A公开一种水基切削液及其制备方法，由下列重量份的原料制成：乌洛托品3～4、二烷基二硫代磷酸锌1～2、钼酸钠1～2、磷酸二氢钠1～2、聚山梨酯802～3、木质素磺酸盐1～2、甲基三乙氧基硅烷2～3、膜助剂5～6、水260。

中国专利CN102212412A公开一种磨料经过表面活性剂处理的切削液及其制备方法，配制分两步完成：1)将磨料经过表面活性剂处理，形成高分散、高稳定的磨料悬浮液，然后利用高压高剪切微流喷射机将磨料悬浮液进行处理，将少数由于絮凝作用产生的大粒径磨料粉碎，保证整个溶解液中磨料粒径的均匀；2)在制备好的磨料悬浮液中添加功能助剂，包括螯合剂、防锈剂、消泡剂和pH值调节剂，搅拌均匀即得到本切削液。

发明内容

本发明的目的在于提供具有优良润滑性、防锈性、冷却性和清洗性的一种水基切削液及其制备方法。

所述水基切削液，按质量比的原料组成为：

其中润滑剂包括聚醚和聚乙二醇，按质量比聚醚和聚乙二醇为(1～2)∶(3～5)；防锈剂包括三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂，按质量比三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂为(3～4)∶(5～6)；清洗剂包括椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯，按质量比椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯为(2～3)∶(1～2)，椰子油二乙醇酰胺可采用椰子油二乙醇酰胺6501，椰子油烷醇酰胺磷酸酯可采用椰子油烷醇酰胺磷酸酯6503；缓蚀剂包括苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠，按质量比苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠为(0.5～1.0)∶(1.5～2.0)∶(1.5～2.5)∶(1.5～2.5)；螯合剂可采用三乙醇胺等；消泡剂可采用有机硅消泡剂等；水可采用去离子水。

所述水基切削液，按质量比的原料组成优选为：

其中润滑剂包括聚醚和聚乙二醇，按质量比聚醚和聚乙二醇为(3～3.5):(7～8.5)；防锈剂包括三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂，按质量比三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂为(7～7.5)∶(10.5～11)；清洗剂包括椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯，按质量比椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯为(2～2.5)∶(1～1.5)；缓蚀剂包括苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠，按质量比苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠为(0.75～1.0)∶(1.75～2.0)∶(1.75～2.0)∶(1.25～2.0)。

所述水基切削液，按质量比的原料组成最好为：

其中润滑剂包括聚醚和聚乙二醇，按质量比聚醚和聚乙二醇为3.5∶8；防锈剂包括三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂，按质量比三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂为7.5∶10.5；清洗剂包括椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯，按质量比椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯为3∶1；缓蚀剂包括苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠，按质量比苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠为0.75∶2.0∶1.75∶1.5。

所述水基切削液的制备方法，其具体步骤如下：

将水加入反应釜中，在搅拌下依次加入润滑剂、防锈剂、清洗剂、缓蚀剂、螯合剂、消泡剂，再搅拌至溶液透明后，静置，即得所述水基切削液。

所述静置的时间可为20～40min。

所述水基切削液在使用时，与水按1∶(15～20)的体积比稀释后即可。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用多种阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配技术，通过复配极大程度的提高了各种表面活性剂的协同能力，使其润滑性、渗透性、清洗性、防锈性、冷却性明显增强，各种性能均强于市售的同类水基切削液。

2、三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸皂功能多，不仅具有良好的润滑性，而且还具有优秀的防锈性，本发明就是巧妙利用其优秀的防锈性，克服了常用的防锈成分中的亚硝酸盐、氯化物等物质的有害性，对环境无污染，对人体无伤害，做到了绿色环保。防锈性强，工件加工后防锈时间达到一个月以上。

3、本发明采用多种缓蚀剂复配技术，克服了单一缓蚀剂功能单一的缺陷，通过复配提高了产品的缓蚀能力，大幅度提高了加工精度，良品率明显提高，同时延长了刀具的使用寿命。

4、本发明的水基切削液产品中不含矿物油，清洗性、抗泡性好，加工件表面干净，光洁度好。产品对水后的工作液无色透明，可视性好，大幅度提高了加工精度，良品率明显提高。

5、本发明的水基切削液产品通用性强，除用在钕铁硼磁性材料的加工工艺过程中，还能用蓝宝石、硅片、眼镜镜片等硬质材料的切、削、磨、打孔等加工工艺，经钕铁硼磁性材料生产厂家和手机镜片厂家使用后，反映良好。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明。

实施例1

一种水基切削液，其原料组成为：聚醚3.5kg、聚乙二醇8kg、三乙醇胺硼酸酯7.5kg、三乙醇胺油酸皂10.5kg、椰子油二乙醇酰胺(6501)3kg、椰子油烷醇酰胺磷酸酯(6503)1kg、苯并三氮唑0.75kg、硅酸钠2.0kg、六亚甲基四胺1.75kg、苯甲酸钠1.5kg、三乙醇胺1.5kg、有机硅消泡剂1.0kg、去离子水58kg。

该水基切削液的制备方法，其制备方法的步骤是：先把去离子水加入反应釜中，然后依次加入上述原料到反应釜中，边加入边搅拌，直至溶液完全透明，再静置30min，即得水基切削液成品。整个过程大约50min。

实施例2

一种水基切削液，其原料组成为：聚醚5kg、聚乙二醇8kg、三乙醇胺硼酸酯8kg、三乙醇胺油酸皂10kg、椰子油二乙醇酰胺(6501)2kg、椰子油烷醇酰胺磷酸酯(6503)2kg、苯并三氮唑0.5kg、硅酸钠3kg、六亚甲基四胺1kg、苯甲酸钠2kg、三乙醇胺2kg、有机硅消泡剂1.5kg、去离子水56kg。

该水基切削液的制备方法，其制备方法的步骤是：先把去离子水加入反应釜中，然后依次加入上述原料到反应釜中，边加入边搅拌，直至溶液完全透明，再静置20min，即得水基切削液成品。整个过程大约40min。

实施例3

一种水基切削液，其原料组成为：聚醚3kg、聚乙二醇5kg、三乙醇胺硼酸酯10kg、三乙醇胺油酸皂6kg、椰子油二乙醇酰胺(6501)1kg、椰子油烷醇酰胺磷酸酯(6503)4kg、苯并三氮唑1kg、硅酸钠3kg、六亚甲基四胺1kg、苯甲酸钠1kg、三乙醇胺2kg、有机硅消泡剂2kg、去离子水61kg。

该水基切削液的制备方法，其制备方法的步骤是：先把去离子水加入反应釜中，然后依次加入上述原料到反应釜中，边加入边搅拌，直至溶液完全透明，再静置40min，即得水基切削液成品。整个过程大约60min。

Claims (7)

1.一种水基切削液，其特征在于按质量比的原料组成为：

其中润滑剂包括聚醚和聚乙二醇，按质量比聚醚和聚乙二醇为(1～2)∶(3～5)；防锈剂包括三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂，按质量比三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂为(3～4)∶(5～6)；清洗剂包括椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯，按质量比椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯为(2～3)∶(1～2)；缓蚀剂包括苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠，按质量比苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠为(0.5～1.0)∶(1.5～2.0)∶(1.5～2.5)∶(1.5～2.5)；螯合剂采用三乙醇胺；消泡剂采用有机硅消泡剂；水采用去离子水。

2.如权利要求1所述一种水基切削液，其特征在于按质量比的原料组成为：

其中润滑剂包括聚醚和聚乙二醇，按质量比聚醚和聚乙二醇为(3～3.5):(7～8.5)；防锈剂包括三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂，按质量比三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂为(7～7.5)∶(10.5～11)；清洗剂包括椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯，按质量比椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯为(2～2.5)∶(1～1.5)；缓蚀剂包括苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠，按质量比苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠为(0.75～1.0)∶(1.75～2.0)∶(1.75～2.0)∶(1.25～2.0)。

3.如权利要求4所述一种水基切削液，其特征在于按质量比的原料组成为：

其中润滑剂包括聚醚和聚乙二醇，按质量比聚醚和聚乙二醇为3.5∶8；防锈剂包括三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂，按质量比三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂为7.5∶10.5；清洗剂包括椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯，按质量比椰子油二乙醇酰胺和椰子油烷醇酰胺磷酸酯为3∶1；缓蚀剂包括苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠，按质量比苯并三氮唑、硅酸钠、六亚甲基四胺和苯甲酸钠为0.75∶2.0∶1.75∶1.5。

4.如权利要求1～3中任一所述一种水基切削液，其特征在于所述椰子油二乙醇酰胺采用椰子油二乙醇酰胺6501。

5.如权利要求1～3中任一所述一种水基切削液，其特征在于所述椰子油烷醇酰胺磷酸酯采用椰子油烷醇酰胺磷酸酯6503。

6.如权利要求1～3中任一所述一种水基切削液的制备方法，其特征在于其具体步骤如下：

将水加入反应釜中，在搅拌下依次加入润滑剂、防锈剂、清洗剂、缓蚀剂、螯合剂、消泡剂，再搅拌至溶液透明后，静置，即得所述水基切削液。

7.如权利要求6所述一种水基切削液的制备方法，其特征在于所述静置的时间为20～40min。