CN105038942A

CN105038942A - 一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液

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Publication number: CN105038942A
Application number: CN201510531964.3A
Authority: CN
Inventors: 李慧敏; 吴绵猛; 刘伟; 张波; 卢文卫
Original assignee: Precious Extraordinary Finish Of Shenzhen's Audiocodes Co Ltd
Current assignee: Precious Extraordinary Finish Of Shenzhen's Audiocodes Co Ltd
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明涉及一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，所述环境友好型水溶性切削液中的成份以及各种成份的重量份数包括：5～20份的有机酸、15～30份的有机胺、5～16份的润滑剂、3～11份的乳化剂、1～6份的缓蚀剂、0.1～0.5份的消泡剂、0.1～3.5份的杀菌剂以及15～70份的水。本发明的镁合金切削液具有良好的抗磨性、抗硬水性和防锈抗腐蚀性能，能够有效地保护刀具，延长刀具的使用寿命；优异的清洗冷却性可以快速的带走加工过程中产生的热量，降低加工面的温度，有效的避免镁屑高温易燃的弊端。本发明实施例的铝镁合金切削液用于镁合金切削时无氢气释放，确保生产过程的安全进行。

Description

一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液

技术领域

本发明涉及一种金属加工液，具体涉及一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液。

背景技术

镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、尺寸稳定性和机加工性好、导电导热性优良等优点；此外，在电磁屏蔽性、减震性等方面也具有优异的性能。作为良好的轻量化结构材料，镁合金被广泛地应用于汽车、船舶、航空航天、电子电器等众多领域。

镁是活泼金属，镁及镁合金的耐腐蚀性较差，这是制约镁作为结构材料发挥应用潜力的瓶颈。水基镁合金切削液有两大技术难点：一是要有效的抑制镁合金的腐蚀，镁金属化学活性大，电极点位较负，其表面氧化膜稀疏多孔，致使镁合金的耐腐蚀性极差，所以镁合金的防腐蚀是一个难点；二是要提高水基镁合金切削液的抗硬水性，在镁合金加工过程中，镁离子易溶解于切削液中，增加了水的硬度所以要有极高的抗硬水性，防止在不断使用中出现硬度过高而破乳，同时减少其由于水解所产生的氢释。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液。本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，所述环境友好型水溶性切削液中的成份以及各种成份的重量份数包括：5～20份的有机酸、15～30份的有机胺、5～16份的润滑剂、3～11份的乳化剂、1～6份的缓蚀剂、0.1～0.5份的消泡剂、0.1～3.5份的杀菌剂以及15～70份的水。该切削液具有良好的抗腐蚀性和高抗硬水性，并且润滑性能能够满足机床加工需求，同时，具有极佳的清洗性能和冷却性能，在加工过程中能有效地避免镁合金的氧化燃烧等问题。

进一步地，所述环境友好型水溶性切削液中的成份以及各种成份的重量份数包括：10～15份的有机酸、20～25份的有机胺、8～13份的润滑剂、5～8份的乳化剂、2～4份的缓蚀剂、0.2～0.3份的消泡剂、0.8～1.5份的杀菌剂以及30～50份的水，由此，使得该镁合金切削液具有良好的抗腐蚀性和高抗硬水性。

进一步地，所述环境友好型水溶性切削液的pH值为9.0～10.5，由此，可以显著提高该镁合金切削液对镁合金的抗氧化性能。

进一步地，所述有机酸包括三元羧酸、十一碳二元酸、癸二酸、新癸酸以及环羧丙基油酸中的一种或几种的混合物，由此，可以进一步提高该镁合金切削液的防锈性。所述三元羧酸优选为有机杂环类三元羧酸。

进一步地，所述有机胺包括三乙醇胺、单乙醇胺、2-环己基-二乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺及2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或几种的混合物，由此，可以进一步提高该镁合金切削液的防锈性。

进一步地，所述极压润滑剂包括聚醚、聚乙二醇、蓖麻油酸聚酯、聚脂肪酸酯中的一种或几种，由此，可以进一步提高镁合金切削液的润滑性。

进一步地，所述乳化剂包括脂肪醇醚羧酸、蓖麻油聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，由此，可以显著提高镁合金切削液原液和稀释液的稳定性能。

进一步地，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物、烷基磷酸酯以及烷基磷酸酯类衍生物中的至少一种；优选地，所述缓蚀剂为苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的至少一种；由此，可以进一步提高镁合金切削液的有色金属保护特性。更优选地，所述苯并三氮唑优选为苯并三氮唑T706，所述苯并三氮唑衍生物优选为苯并三氮唑衍生物L39，所述烷基磷酸酯类衍生物优选为烷基磷酸酯缓蚀剂ASI-80、OPS-75E、MDIT、CPNF-3和9218LA中至少一种。

进一步地，所述消泡剂为硅氧烷类消泡剂和改性硅氧烷消泡剂中的至少一种，所述硅氧烷类消泡剂更优选为三维硅氧烷类消泡剂；由此，可以进一步镁合金切削液的消泡性能。

进一步地，进一步地，所述杀菌剂为吡啶钠-硫醇氧化物-六氢三嗪衍生物的复合物(FORTE)、N,N’-亚甲基双吗啉(MBM)、苯并异噻唑啉酮(BIT)、1，3，5-三(2-羟乙基)均三嗪(BK)以及3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(IPBC)中的至少一种；由此，可以进一步提高镁合金切削液的使用寿命。

本发明提供了一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其主要具有的有益效果为：①该切削液具有良好的抗磨性能，延长刀具寿命；②该切削液具有极佳的抗镁合金腐蚀性能，能有效地保护工件，减少废品率；③该切削液具有优良的抗硬水性能，可以延长切削液的使用寿命，节约成本；④该切削液所具有的优异的清洗冷却性可以快速的带走加工过程中产生的热量，降低加工面的温度，有效的避免镁屑高温易燃的弊端；⑤本发明实施例的铝镁合金切削液用于镁合金切削时无氢气释放，确保生产过程的安全进行；⑥该切削液生产工艺简单，产品按配方在50℃下溶解搅拌均匀即可，省时省力。

具体实施方式

本发明实施例所述的一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液。下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，该镁合金切削液的其成份以及各种成份的量可以为：

①5～20g的有机酸、15～30g的有机胺、5～16g的润滑剂、3～11g的乳化剂、1～6g的缓蚀剂、0.1～0.5g的消泡剂、0.1～3.5g的杀菌剂以及15～70g的水。

②5～20g的有机酸、15～30g的有机胺、5～16g的润滑剂、3～11g的乳化剂、1～6g的缓蚀剂、0.1～0.5g的消泡剂、0.1～3.5g的杀菌剂以及15～70g的水。

③10～15g的有机酸、20～25g的有机胺、8～13g的润滑剂、5～8g的乳化剂、2～4g的缓蚀剂、0.2～0.3g的消泡剂、0.8～1.5g的杀菌剂以及30～50g的水。

④10～15g的有机酸、20～25g的有机胺、8～13g的润滑剂、5～8g的乳化剂、2～4g的缓蚀剂、0.2～0.3g的消泡剂、0.8～1.5g的杀菌剂以及30～50g的水。

⑤10～15g的有机酸、20～25g的有机胺、8～13g的润滑剂、5～8g的乳化剂、2～4g的缓蚀剂、0.2～0.3g的消泡剂、0.8～1.5g的杀菌剂以及30～50g的水。

⑥11.7g的有机酸；24.5g的有机胺；11.0g的润滑剂；6.9g的乳化剂；5.0g的缓蚀剂；0.2g的消泡剂；1.0g的杀菌剂；39.7g的水。

实施例2

根据本发明的实施例，有机酸的具体类型并不受特别限制，对于实施例1中的①～⑥中的所述有机酸包括三元羧酸、十一碳二元酸、癸二酸、新癸酸、二聚酸中的一种或几种的混合物，该有机酸可以显著提高镁合金切削液的防锈性。例如，该有机酸可以为：①三元羧酸；②十一碳二元酸；③癸二酸；④新癸酸；⑤二聚酸；⑥三元羧酸和十一碳二元酸；⑦十一碳二元酸和癸二酸；⑧癸二酸和新癸酸；⑨十一碳二元酸、癸二酸和新癸酸；⑩三元羧酸、十一碳二元酸、癸二酸、新癸酸以及二聚酸。所述三元羧酸优选为有机杂环类三元羧酸，所述二聚酸优选为环羧丙基油酸。

实施例3

对于实施例1中的①～⑥中的所述有机胺可以为三乙醇胺、单乙醇胺、2-环己基-二乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺及2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或几种的混合物，该有机胺的合理使用符合水溶性切削液的性能要求和环保要求，并且具有良好的pH值稳定性，从而利于保持其长期的使用寿命；例如：该有机胺可以为：①三乙醇胺；②单乙醇胺；③2-环己基-二乙醇胺；④二甘醇胺；⑤异丙醇胺；⑥2-氨基-2-甲基-1-丙醇；⑦异丙醇胺及2-氨基-2-甲基-1-丙醇；⑧二甘醇胺和异丙醇胺；⑨三乙醇胺和单乙醇胺；⑩三乙醇胺、单乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺及2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

实施例4

根据本发明的实施例，润滑剂的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，润滑剂可以为聚醚、聚乙二醇、蓖麻油酸聚酯、聚脂肪酸酯中的一种或几种。发明人发现，

根据本发明的实施例，润滑剂的具体类型并不受特别限制，对于实施例1中的①～⑥中的极压润滑剂可以为聚醚、聚乙二醇、蓖麻油酸聚酯以及聚脂肪酸酯中的至少一种或几种的混合物，该极压润滑剂可以使镁合金切削液具有良好的抗磨性，对切削刀具提供良好的保护；例如，该极压润滑剂可为：①聚醚；②聚乙二醇；③聚脂肪酸酯；④蓖麻油酸聚酯；⑤聚乙二醇和蓖麻油酸聚酯；⑥蓖麻油酸聚酯以及聚脂肪酸酯；⑦聚醚和聚乙二醇；⑧聚醚、聚乙二醇和蓖麻油酸聚酯；⑨聚乙二醇、蓖麻油酸聚酯以及聚脂肪酸酯；⑩聚醚、聚乙二醇、蓖麻油酸聚酯以及聚脂肪酸酯。

实施例5

根据本发明的实施例，乳化剂的具体类型并不受特别限制，对于实施例1中的①～⑥中的所述乳化剂可以为脂肪醇醚羧酸、蓖麻油聚氧乙烯酯以及脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，该乳化剂(复合物)配比可形成非常稳定的工作液，使之在使用过程中不会析出油和皂类物质，从而可以保证切削液具有理想的工作状态；例如，该乳化剂可以为：①脂肪醇醚羧酸；②蓖麻油聚氧乙烯酯；③脂肪醇聚氧乙烯醚；④脂肪醇醚羧酸、蓖麻油聚氧乙烯酯；⑤蓖麻油聚氧乙烯酯以及脂肪醇聚氧乙烯醚；⑥脂肪醇醚羧酸以及脂肪醇聚氧乙烯醚；⑦脂肪醇醚羧酸、蓖麻油聚氧乙烯酯以及脂肪醇聚氧乙烯醚。

实施例6

根据本发明的实施例，缓蚀剂的具体类型并不受特别限制，对于实施例1中的①～⑥中的所述缓蚀剂可以为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物、烷基磷酸酯以及烷基磷酸酯类衍生物中的至少一种，该缓蚀剂能够以显著优于其它缓蚀剂提高该镁合金切削液对镁合金材料的抗氧化保护性能，从而降低生产成本；例如：该缓蚀剂可以为：①苯并三氮唑；②苯并三氮唑衍生物中的至少一种；③烷基磷酸酯；④烷基磷酸酯衍生物中的至少一种；⑤苯并三氮唑和烷基磷酸酯；⑥苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的至少一种；⑦苯并三氮唑和烷基磷酸酯衍生物中的至少一种；⑧苯苯并三氮唑衍生物中的至少一种和烷基磷酸酯；⑨苯并三氮唑衍生物中的至少一种和烷基磷酸酯衍生物中的至少一种；⑩苯并三氮唑、烷基磷酸酯和苯并三氮唑衍生物中的至少一种。

更进一步优选的实施方式，所述苯并三氮唑优选为苯并三氮唑T706，所述苯并三氮唑衍生物优选为苯并三氮唑衍生物L39，所述烷基磷酸酯类衍生物优选为烷基磷酸酯缓蚀剂ASI-80、OPS-75E、MDIT、CPNF-3和9218LA中至少一种。

实施例7

根据本发明的实施例，消泡剂的具体类型并不受特别限制，对于实施例1中的①～⑥中的消泡剂可以为硅氧烷类消泡剂和改性硅氧烷消泡剂中的至少一种，该消泡剂具有非常优良的消泡性能和抑泡性能，并且容易清洗，微量添加剂即具有符合工作液要求的消泡效果。更优选地，所述硅氧烷类消泡剂更优选为三维硅氧烷类消泡剂。

实施例8

根据本发明的实施例，杀菌剂的具体类型并不受特别限制，对于实施例1中的①～⑥中的杀菌剂可以为吡啶钠-硫醇氧化物-六氢三嗪衍生物的复合物(FORTE)、N,N’-亚甲基双吗啉(MBM)、苯并异噻唑啉酮(BIT)、1，3，5-三(2-羟乙基)均三嗪(BK)以及3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(IPBC)中的至少一种，该杀菌剂可以由于其它杀菌剂提高切削油的杀菌防腐性能，使其具有持久的抑菌能力，从而可以确保切削液长期使用不发生变质，延长工作液的使用寿命；例如，该杀菌剂可以为：①FORTE；②MBM；③BIT；④BK；⑤IPBC；⑥FORTE和MBM；⑦MBM和BIT；⑧BK以及IPBC；⑨FORTE和BIT；⑩FORTE、MBM、BIT、BK以及IPBC。

实施例9

根据本发明中所提高的切削液的pH值并不受特别限制，该用于切削加工和导轨润滑的水溶性切削油的pH值可以为9.0～10.5，优选的，pH值可以为9.5～10.5，该pH范围的切削液既能抑制细菌的繁殖，又能增强镁合金切削液的抗腐蚀性能。

实施例10

下面通过参考具体实施例，并给出技术效果；需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

表1

由表1中实例1-3中的配方配制成切削液，所得切削液性能如表2所示。表2中的对比例1为市售某著名品牌镁合金切削液。

表2

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下所作的有关本发明的任何修饰或变更，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述环境友好型水溶性切削液中的成份以及各种成份的重量份数包括：5～20份的有机酸、15～30份的有机胺、5～16份的润滑剂、3～11份的乳化剂、1～6份的缓蚀剂、0.1～0.5份的消泡剂、0.1～3.5份的杀菌剂以及15～70份的水。

2.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述环境友好型水溶性切削液的pH值为9.0～10.5。

3.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述有机酸包括三元羧酸、十一碳二元酸、癸二酸、新癸酸、环羧丙基油酸中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述有机胺包括三乙醇胺、单乙醇胺、2-环己基-二乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺及2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述极压润滑剂包括聚醚、聚乙二醇、蓖麻油酸聚酯、聚脂肪酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述乳化剂包括脂肪醇醚羧酸、蓖麻油聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述缓蚀剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物、烷基磷酸酯以及烷基磷酸酯类衍生物中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述缓蚀剂为苯丙氮三唑和苯丙氮三唑衍生物中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述消泡剂为硅氧烷类消泡剂和改性硅氧烷消泡剂中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的用于镁合金切削加工的环境友好型水溶性切削液，其特征在于：所述杀菌剂为吡啶钠-硫醇氧化物-六氢三嗪衍生物的复合物、N,N’-亚甲基双吗啉、苯并异噻唑啉酮、1,3,5-三(2-羟乙基)均三嗪以及3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯中的至少一种。