CN107987932A - 一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法 - Google Patents

Abstract

一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，首先，将50.2‑59.5重量份的基础油、11‑14重量份防锈剂、5‑8重量份的油性剂加到反应釜中搅拌1‑2h使其均匀混合；再加入6‑9重量份的乳化剂、8‑11重量份的极压剂、2重量份的杀菌剂并搅拌0.5‑1h；然后取0.5‑0.8重量份的氢氧化钠加到5‑8份的蒸馏水中搅拌，使其完全溶解得到氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液加入到所述的反应釜中，并边加边搅拌，搅拌均匀后得到润滑型水溶性精研液，所得精研液能在钢球表面形成一层润滑膜，同时具有冷却作用，避免钢球表面划伤、碰伤和烧伤，提高钢球的表面质量。

Description

一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法

技术领域

本发明属于金属加工液的技术领域，尤其涉及到一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法。

背景技术

钢球精研液是钢球研磨加工过程中的重要介质，对于钢球表面质量、几何精度、振动值、异音和钢球的加工效率起着至关重要的作用。过去，我国钢球生产行业采用纯油剂研磨生产工艺，该工艺在生产过程会产生大量的油泥，清洗能力差，成本高，废液难处理，污染大等缺点。近年来采用了水溶性精研液，但从生产实践中发现钢球表面缺乏足够的润滑膜，容易造成钢球的划伤、碰伤和表面质量差。因此，开发一种润滑性能优良的水溶性精研液已成为钢球加工领域的发展趋势。

发明内容

针对水溶性精研液润滑性不足，为了提高钢球表面质量、减少钢球的划伤、碰伤和产品合格率，本发明提供了一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，特别适合于对钢球表面要求较高的精磨和研磨。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，该精研液中含有基础油、防锈剂、油性剂、极压剂、乳化剂、杀菌剂和氢氧化钠溶液，首先，将 50.2-59.5重量份的基础油、11-14重量份防锈剂、5-8重量份的油性剂加到反应釜中搅拌1-2h使其均匀混合；再加入6-9重量份的乳化剂、8-11重量份的极压剂、2重量份的杀菌剂并搅拌0.5-1h；然后取0.5-0.8重量份的氢氧化钠加到5-8份的蒸馏水中搅拌，使其完全溶解得到氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液加入到所述的反应釜中，并边加边搅拌，搅拌均匀后得到润滑型水溶性精研液。

优选的，所述的基础油采用5#矿物油。

优选的，所述的防锈剂为石油磺酸钠和脂肪酸二乙醇酰胺的混合物。

进一步的，在防锈剂中，所述石油磺酸钠的用量为6-8重量份，所述脂肪酸二乙醇酰胺的用量为5-7重量份。

优选的，所述油性剂为妥尔油。

优选的，所述极压剂为硼酸酯和高分子聚合酯的混合物。

进一步的，在极压剂中，所述硼酸酯的用量为4-7重量份，高分子聚合酯的用量小于或等于4重量份。

优选的，所述的乳化剂为烷基聚氧乙烯醚OP-10。

优选的，在氢氧化钠溶液加入反应釜后添加平衡剂，并搅拌均匀。

优选的，所述的杀菌剂为均三嗪类。

由于采用如上所述技术方案，本发明所制备的钢球精研液具有如下有益效果：

1、能在钢球表面形成一层润滑膜，同时具有冷却作用，避免钢球表面划伤、碰伤和烧伤，提高钢球的表面质量。

2、清洗能力强，能清洗钢球和盘沟上的研磨污物，提高钢球研磨运转灵活度。

3、防锈性能可靠，确保产品及设备无锈蚀。

4、无毒、化学稳定性好，使用安全，对环境无污染。

5、贮存安定性好，使用周期长。

利用本发明的方法所制备的钢球精研液的使用方法：

1、将所制备的精研液与一定倍数的自来水稀释，搅拌均匀即可使用。

2、一般研磨可控制在5-10%，在研磨要求较高时，可酌情增加比例。

3、在精研液使用其间，视需要按比例补充新液。

4、避免与其它牌号的精研液混合使用，首次使用时应彻底清洗干净机床和冷却循环系统。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式，对本发明的技术方案作进一步的说明。

钢球精研液和其它加工用冷却润滑液一样，其常规功能为冷却、润滑、清洗和防锈，但由于钢球与钢球碰撞的比较厉害，表面容易碰伤、划伤，烧伤，钢球表面应有一层的润滑膜，并且这层润滑膜在一定的温度下不破裂，利于形成良好的钢球表面质量，所以润滑性是钢球精研液最重要的指标。提高润滑性的关键是对基础油进行选择，使其易乳化，形成稳定均匀的溶液，其次在精研液中加入油性剂和极压剂，从而提高润滑性。

因此，本发明所要配置的一种润滑型水溶性精研液的成分包括基础油、防锈剂、油性剂、极压剂、乳化剂、杀菌剂、平衡剂和氢氧化钠溶液，本发明配置出的精研液适用于以下场所：

可用于钢球精磨加工（精研与超精研）过程的冷却液。

下面对精研液中的每种成分的作用以及具体的选择进行说明。

基础油是精研液的基本组成，不仅可以起润滑作用，同时也是添加剂的载体。选择基础油时，既要考虑基础油的润滑性，还要考虑基础油的乳化性和乳化后溶液的稳定性。本发明选择5#矿物油作为基础油，首先，矿物油润滑性好，价格便宜，而且粘度大小可在较大范围内选择。一般而言，虽然粘度高形成的油膜厚，润滑效果好，但从另一角度来看，基础油粘度偏高乳化性变差，O／W乳液中的油性微粒在加工的金属表面上难以快速铺展形成完整的油膜，反而导致润滑性下降，所以根据精研液的使用环境要求，采用5#矿物油。

油性剂能增加精研液的润滑性，通常为是一类极性有机化合物，与基础油相溶性很好，以物理或化学吸附在金属表面形成润滑膜，从而避免钢球与钢球之间的直接接触，起到降低摩擦，提高钢球表面的质量。在本发明中以妥尔油作为油性剂，妥尔油乳化速度快，润滑性优越，而且能降低钢球表面的微观强度，利于研磨，提高加工效率。

在钢球精研过程中对钢球表面质量要求较高，这就要求精研液具有较高的抗磨极压性，以硼酸酯和高分子聚合酯的混合物作为极压剂时，带来的技术效果有以下两点：

一方面，硼酸酯具有良好的润滑性能，不但能显著提高精研液的承载能力，而且还具有良好的抗磨减摩性能，在摩擦过程中，水溶性硼酸酯与金属表面发生摩擦化学反应，生成含有机氮、硼酸、三氧化二硼、二硫化亚铁、硫酸亚铁及摩擦聚合物的复合边界润滑膜，故能有效地提高精研液的抗磨减摩性能和承载能力；

另一方面，高分子聚合酯具有非常高的粘度指数和卓越的热稳定性，同时，在水中加入一定量的高分子聚合酯不仅可以使得稀释液的粘度有所提高，而且可以利用高聚物在金属表面的吸附作用来增加硼酸酯形成的润滑膜的强度，从而使润滑膜承受更高的温度和摩擦。

为了使钢球和机床不受不受周围介质(如空气、水分、手汗等)腐蚀，精研液应具有一定的防锈性，能起到临时防锈的作用，阴离子石油磺酸钠和非离子脂肪酸二乙醇酰胺作为防锈剂，油溶性好，脂肪酸二乙醇酰胺含有酰胺基和长链烃基，对金属具有较好的防锈性能，两种不同类型的防锈剂混合使用，使非离子型物质抑制着离子型物质的静电斥力，使界面上的防锈剂吸附更加紧密，防锈能力更强，同时会形成更稳定的稀释液。

乳化剂也称表面活性剂，其分子结构中同时带有亲油性和亲水性端基，当它在油水互不相溶的体系中存在时，其亲油基伸向油相并溶于油，亲水基伸向水相且溶于水，这样使得油水界面张力得到很大程度的降低，油相可在水相的表面上铺展开来，在外力作用下获得表面能，形成的乳化微粒在连续相包裹下得到O／w的乳化液。在本发明中选择烷基聚氧乙烯醚OP-10为乳化剂。

由于基础油的精制程度和产地不同，乳化时所要的HLB值不同，所以在配制精研液时，需要加入一定量的平衡剂，使精研液稳定透明，本发明采用160H平衡剂，该平衡剂是一种长链醇和聚醚的混合物，油溶性好，不易挥发，可以防止油水的分离和外观的浑浊。

精研液在使用的过程中，如果被环境中的细菌等微生物污染，就会造成精研液自身性能的下降，影响钢球的加工与质量，因此，需要向精研液中添加一定量的杀菌剂，该杀菌剂可优选为均三嗪等。

下面以制备100公斤（不含平衡剂重量）润滑型水溶性精研液为例，对本发明的配制方法作进一步的详细说明，以下方法中所涉及的重量份均以公斤计。

实施例1

第一步：将 59.5重量份的5#矿物油、11重量份的防锈剂、5重量份的妥尔油加到反应釜中搅拌1-2h搅拌均匀，其中防锈剂由6重量份的石油磺酸钠和5重量份的脂肪酸二乙醇酰胺混合而成；

第二步：将9重量份的烷基聚氧乙烯醚OP-10、8重量份的极压剂和2重量份的杀菌剂加到反应釜中经第一步处理所得的混合物中，搅拌0.5-1h，搅拌均匀，其中极压剂由4重量份的硼酸酯和4重量份的高分子聚合酯混合而成；

第三步：将0.5重量份氢氧化钠加到5重量份的蒸馏水中搅拌均匀，将搅拌均匀的氢氧化钠水溶液缓慢的加入到所述的反应釜中，再加入一定量的160H平衡剂搅拌均匀透明，即配置出润滑型水溶性精研液。

实施例2

第一步：将 56.4重量份的5#矿物油、12重量份的防锈剂、6重量份的妥尔油加到反应釜中搅拌1-2h搅拌均匀，其中防锈剂由7重量份的石油磺酸钠和5重量份的脂肪酸二乙醇酰胺混合而成；

第二步：将8重量份的烷基聚氧乙烯醚OP-10、9重量份的极压剂和2重量份的杀菌剂加到反应釜中经第一步处理所得的混合物中，搅拌0.5-1h，搅拌均匀，其中极压剂由5重量份的硼酸酯和4重量份的高分子聚合酯混合而成；

第三步：将0.6重量份氢氧化钠加到6重量份的蒸馏水中搅拌均匀，将搅拌均匀的氢氧化钠水溶液缓慢的加入到所述的反应釜中，再加入一定量的160H平衡剂搅拌均匀透明，即配置出润滑型水溶性精研液。

实施例3

第一步：将 53.3重量份的5#矿物油、13重量份的防锈剂、7重量份的妥尔油加到反应釜中搅拌1-2h搅拌均匀，其中防锈剂由6重量份的石油磺酸钠和7重量份的脂肪酸二乙醇酰胺混合而成；

第二步：将7重量份的烷基聚氧乙烯醚OP-10、10重量份的极压剂和2重量份的杀菌剂加到反应釜中经第一步处理所得的混合物中，搅拌0.5-1h，搅拌均匀，其中极压剂由6重量份的硼酸酯和4重量份的高分子聚合酯混合而成；

第三步：将0.7重量份氢氧化钠加到7重量份的蒸馏水中搅拌均匀，将搅拌均匀的氢氧化钠水溶液缓慢的加入到所述的反应釜中，再加入一定量的160H平衡剂搅拌均匀透明，即配置出润滑型水溶性精研液。

实施例4

第一步：将50.2重量份的5#矿物油、14重量份的防锈剂、8重量份的妥尔油加到反应釜中搅拌1-2h搅拌均匀，其中防锈剂由8重量份的石油磺酸钠和6重量份的脂肪酸二乙醇酰胺混合而成；

第二步：将6重量份的烷基聚氧乙烯醚OP-10、11重量份的极压剂和2重量份的杀菌剂加到反应釜中经第一步处理所得的混合物中，搅拌0.5-1h，搅拌均匀，其中极压剂由7重量份的硼酸酯和4重量份的高分子聚合酯混合而成；

第三步：将0.8重量份氢氧化钠加到8重量份的蒸馏水中搅拌均匀，将搅拌均匀的氢氧化钠水溶液缓慢的加入到所述的反应釜中，再加入一定量的160H平衡剂搅拌均匀透明，即配置出润滑型水溶性精研液。

将配置出的润滑型精研液进行检测，检测结果见表1。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的， 但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，该精研液中含有基础油、防锈剂、油性剂、极压剂、乳化剂、杀菌剂和氢氧化钠溶液，其特征在于：首先，将 50.2-59.5重量份的基础油、11-14重量份防锈剂、5-8重量份的油性剂加到反应釜中搅拌1-2h使其均匀混合；再加入6-9重量份的乳化剂、8-11重量份的极压剂、2重量份的杀菌剂并搅拌0.5-1h；然后取0.5-0.8重量份的氢氧化钠加到5-8份的蒸馏水中搅拌，使其完全溶解得到氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液加入到所述的反应釜中，并边加边搅拌，搅拌均匀后得到润滑型水溶性精研液。

2.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：所述的基础油采用5#矿物油。

3.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：所述的防锈剂为石油磺酸钠和脂肪酸二乙醇酰胺的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：在防锈剂中，所述石油磺酸钠的用量为6-8重量份，所述脂肪酸二乙醇酰胺的用量为5-7重量份。

5.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：所述油性剂为妥尔油。

6.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：所述极压剂为硼酸酯和高分子聚合酯的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：在极压剂中，所述硼酸酯的用量为4-7重量份，高分子聚合酯的用量小于或等于4重量份。

8.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：所述的乳化剂为烷基聚氧乙烯醚OP-10。

9.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：在氢氧化钠溶液加入反应釜后添加平衡剂，并搅拌均匀。

10.根据权利要求1所述的一种润滑型水溶性钢球精研液的配置方法，其特征在于：所述的杀菌剂为均三嗪类。