CN105296123A - 一种快速降温切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速降温切削液及其制备方法。切削液组分包括：石油磺酸钡，液体石蜡，白矿油，铵盐，聚尿素，蓖麻油聚氧乙烯醚，丙二醇脂肪酸酯，乙醇，戊烷，硼酸，环烷基油，碳酸氢钠，四硼酸钠和水。其制备方法为先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热并保温，待混合物冷却后加入铵盐、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。本发明的目的是在不影响切削液使用性能的前提下，研究和开发一种能快速降温的切削液，能够有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具的硬度，提高加工精度和刀具耐用度等。
Description
技术领域
本发明涉及金属切削加工技术领域中使用的化学合成剂领域，具体涉及一种快速降温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。随着技术的进步，切削精度与强度需求越来越高，对切削液的要求也越来越高。目前大部分研究都集中在提高其润滑与防锈上，但金属在切削过程中会产生大量热量，使工件温度过高容易产生热变形，影响工件加工精度，切削工具与产品寿命减短，更有甚者，会使切削区的温度过高，导致烟雾、起火等现象。切削液的冷却作用是通过切削液和因切削而发热的刀具、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具的硬度，提高加工精度和刀具耐用度。因而，在不影响切削液使用性能的前提下，研究和开发能快速降温的切削液具有十分重要的现实意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是在不影响切削液使用性能的前提下，研究和开发一种能快速降温的切削液，能够有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具的硬度，提高加工精度和刀具耐用度等。
技术方案：一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡6-10份，液体石蜡8-12份，白矿油50-60份，铵盐1-2份，聚尿素4-8份，蓖麻油聚氧乙烯醚3-6份，丙二醇脂肪酸酯3-6份，乙醇5-10份，戊烷5-10份，硼酸2-4份，环烷基油：1-2份，碳酸氢钠1-3份，四硼酸钠1-3份，水15-25份。
进一步优选的，所述的一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡7-9份，液体石蜡9-11份，白矿油52-58份，铵盐1.2-1.8份，聚尿素5-7份，蓖麻油聚氧乙烯醚4-5份，丙二醇脂肪酸酯4-5份，乙醇6-9份，戊烷6-9份，硼酸2.5-3.5份，环烷基油：1.2-1.8份，碳酸氢钠1.5-2.5份，四硼酸钠1.5-2.5份，水17-23份。
上述快速降温切削液的制备方法包括以下步骤：
步骤1，先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至40-50℃；
步骤2，在步骤1所得的混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至65-75℃，保温2-4小时后冷却；
步骤3，待步骤2所得混合物冷却至30℃后加入铵盐、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
进一步优选的，步骤1中加热温度为42-48℃℃。
进一步优选的，步骤2中加热温度为67-73℃，保温时间为2.5-3.5小时。
有益效果：本发明的快速降温切削液在切削过程中能使切削工具和工件快速降温，减少工件和刀具的热变形，保持刀具的硬度，提高加工精度和刀具耐用度；而且制备方法步骤简单，容易控制，易于工业化生产，生产成本低。
具体实施方式
实施例1
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡6份，液体石蜡8份，白矿油50份，氯化铵1份，聚尿素4份，蓖麻油聚氧乙烯醚3份，丙二醇脂肪酸酯3份，乙醇5份，戊烷5份，硼酸2份，环烷基油：1份，碳酸氢钠1份，四硼酸钠1份，水15份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至40℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至65℃，并保温2小时，待混合物冷却至30℃后加入氯化铵、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
实施例2
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡7份，液体石蜡9份，白矿油52份，硫酸铵1.2份，聚尿素5份，蓖麻油聚氧乙烯醚4份，丙二醇脂肪酸酯4份，乙醇6份，戊烷6份，硼酸2.5份，环烷基油：1.2份，碳酸氢钠1.5份，四硼酸钠1.5份，水17份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至42℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至67℃，并保温2.5小时，待混合物冷却至30℃后加入硫酸铵、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
实施例3
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡9份，液体石蜡11份，白矿油58份，碳酸铵1.8份，聚尿素7份，蓖麻油聚氧乙烯醚5份，丙二醇脂肪酸酯5份，乙醇9份，戊烷9份，硼酸3.5份，环烷基油：1.8份，碳酸氢钠2.5份，四硼酸钠2.5份，水23份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至48℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至73℃，并保温3.5小时，待混合物冷却至30℃后加入碳酸铵、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
实施例4
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡8份，液体石蜡10份，白矿油55份，碳酸氢铵1.5份，聚尿素6份，蓖麻油聚氧乙烯醚5.5份，丙二醇脂肪酸酯5.5份，乙醇7.5份，戊烷7份，硼酸3份，环烷基油：1.5份，碳酸氢钠2份，四硼酸钠2份，水20份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至45℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至70℃，并保温3小时，待混合物冷却至30℃后加入碳酸氢铵、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
实施例5
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡10份，液体石蜡12份，白矿油60份，碘化铵2份，聚尿素8份，蓖麻油聚氧乙烯醚6份，丙二醇脂肪酸酯6份，乙醇10份，戊烷10份，硼酸4份，环烷基油：2份，碳酸氢钠3份，四硼酸钠3份，水25份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至50℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至75℃，并保温4小时，待混合物冷却至30℃后加入碘化铵、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有碘化铵。具体地说是：
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡10份，液体石蜡12份，白矿油60份，聚尿素8份，蓖麻油聚氧乙烯醚6份，丙二醇脂肪酸酯6份，乙醇10份，戊烷10份，硼酸4份，环烷基油：2份，碳酸氢钠3份，四硼酸钠3份，水25份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至50℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至75℃，并保温4小时，待混合物冷却至30℃后加入乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有乙醇和戊烷。具体地说是：
一种快速降温切削液，以重量份计包括：石油磺酸钡10份，液体石蜡12份，白矿油60份，碘化铵2份，聚尿素8份，蓖麻油聚氧乙烯醚6份，丙二醇脂肪酸酯6份，硼酸4份，环烷基油：2份，碳酸氢钠3份，四硼酸钠3份，水25份。
上述快速降温切削液的制备方法为：先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至50℃，然后在混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至75℃，并保温4小时，待混合物冷却至30℃后加入碘化铵振荡混合均匀即得。
采用人工热电偶法测定本发明产品与市面上4种销量较高的切削液的切削温度和切削5s后的温度，见表1：
表1本发明与市售4种切削液各项指标对比
| 产品名称 | 切削温度℃ | 切削5s后温度℃ |
| 实施例1 | 821 | 603 |
| 实施例2 | 833 | 624 |
| 实施例3 | 806 | 570 |
| 实施例4 | 813 | 506 |
| 实施例5 | 822 | 594 |
| 对照例1 | 823 | 643 |
| 对照例2 | 863 | 679 |
| 市售切削液A | 855 | 698 |
| 市售切削液B | 904 | 802 |
由表1可知，实施例1-5同市售的这4种切削液相比，本发明的冷却效果与冷却速率都较高，实施例1-5的切削温度从一开始就低于其他市售切削液，温度下降速度也较快，5s后切削温度最低降到506℃，降了307℃，是降温最差的降温速度的3倍。同对比例1相比，没有加铵盐的切削温度要高一下，可能是铵盐会影响一开始切削液的温度。同对比例2相比，对比例2少了乙醇和戊烷，可能是这两个组分易挥发，可以快速带走热量。另外，实施例3所得的切削液的清洗效率、防锈效果和生物降解率都最好，是本发明的最优实施例。
Claims (6)
1.一种快速降温切削液，其特征在于：以重量份计包括：石油磺酸钡6-10份，液体石蜡8-12份，白矿油50-60份，铵盐1-2份，聚尿素4-8份，蓖麻油聚氧乙烯醚3-6份，丙二醇脂肪酸酯3-6份，乙醇5-10份，戊烷5-10份，硼酸2-4份，环烷基油：1-2份，碳酸氢钠1-3份，四硼酸钠1-3份，水15-25份。
2.根据权利要求1所述的一种快速降温切削液，其特征在于：以重量份计包括：石油磺酸钡7-9份，液体石蜡9-11份，白矿油52-58份，铵盐1.2-1.8份，聚尿素5-7份，蓖麻油聚氧乙烯醚4-5份，丙二醇脂肪酸酯4-5份，乙醇6-9份，戊烷6-9份，硼酸2.5-3.5份，环烷基油：1.2-1.8份，碳酸氢钠1.5-2.5份，四硼酸钠1.5-2.5份，水17-23份。
3.如权利要求1所述的一种快速降温切削液，其特征在于：所述铵盐为氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、碘化铵、溴化铵等。
4.权利要求1至3任一项所述的快速降温切削液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1:先将石油磺酸钡、液体石蜡、白矿油、聚尿素、丙二醇脂肪酸酯、硼酸、环烷基油、碳酸氢钠、四硼酸钠和水混合，加热至40-50℃；
步骤2:在步骤1所得的混合液中加入蓖麻油聚氧乙烯醚，继续加热至65-75℃，保温2-4小时后冷却；
步骤3:待步骤2所得混合物冷却至30℃后加入铵盐、乙醇和戊烷振荡混合均匀即得。
5.根据权利要求4所述的快速降温切削液的制备方法，其特征在于：所述步骤1中加热温度为42-48℃。
6.根据权利要求4所述的快速降温切削液的制备方法，其特征在于：所述步骤2中加热温度为67-73℃，保温时间为2.5-3.5小时。
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