CN108913319A

CN108913319A - 半合成切削液

Info

Publication number: CN108913319A
Application number: CN201810829606.4A
Authority: CN
Inventors: 张孟军; 郭步超; 刘亭亭; 丁超豪; 李江华; 刘利强; 俞胜平; 孔德洲
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明涉及一种半合成切削液。按照重量份数，该半合成切削液包括以下成分：基础油，20‑40份；乳化剂，0.5‑35份；极压剂，0.1‑13份；防锈剂，5‑15份；抗硬水剂，0.2‑2份；杀菌剂，2‑10份；消泡剂，0.1‑0.3份；含钙化合物，0.1‑2份；稳定剂，1‑5份；调节剂，0.5‑6份；水，15‑40份。该半合成切削液的润滑作用、冷却作用、洗涤作用和防锈作用优良，并且使用的温度范围广。

Description

半合成切削液

技术领域

本发明涉及切削液技术领域，更具体地，本发明涉及一种半合成切削液。

背景技术

半合成切削液是水性切削液的一种。在使用时，半合成切削液与水按照设定比例进行混合，稀释后使用。这种切削液因其成本低，性能优异而在金属加工行业广泛应用。随着现代化加工技术的发展，对切削液润滑性、消除泡沫等性能提出更高的要求，以满足高切削速度、高进给率及小喷嘴大流量的加工方式。

现有的半合成切削液的使用温度范围较窄、消泡效果不理想。

因此，需要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种半合成切削液的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种半合成切削液。按照重量份数，该半合成切削液包括以下成分：基础油，20-40份；乳化剂，0.5-35份；极压剂，0.1-13份；防锈剂，5-15份；抗硬水剂，0.2-2份；杀菌剂，2-10份；消泡剂，0.1-0.3份；含钙化合物，0.1-2份；稳定剂，1-5份；水，15-40份。

可选地，所述基础油为22#环烷基基础油。

可选地，所述乳化剂包括2-8份的妥尔油，2-12份的菜籽油酰胺，0.5-5份的异构十三醇聚氧乙烯醚以及3-10份的四聚蓖麻油酸酯中的至少一种。

可选地，所述乳化剂包括妥尔油，所述妥尔油中的树脂酸含量为25-30％，该含量为质量百分数。

可选地，所述极压剂包括3-10份的聚酯极压剂，所述聚酯极压剂由聚醚酯和长链脂肪酸酯为支链交错组成。

可选地，所述极压剂包括0.1-3份的硫化极压剂，所述硫化极压剂为硫化油脂或烷基多硫化物。

可选地，所述杀菌剂包括三嗪类杀菌剂、吗啉类杀菌剂或BIT类杀菌剂中至少一种。

可选地，所述消泡剂为改性硅氧烷类消泡剂。

可选地，所述含钙化合物包括醋酸钙和磺酸钙中的至少一种。

可选地，所述防锈剂包括硼酸酯，所述稳定剂包括二丙二醇丁醚。

本发明的一个技术效果在于，该半合成切削液的润滑作用、冷却作用、洗涤作用和防锈作用优良，并且使用的温度范围广。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

根据本发明的一个实施例，提供了一种半合成切削液。按照重量份数，该半合成切削液包括以下成分：基础油，20-40份；乳化剂，0.5-35份；极压剂，0.1-13份；防锈剂，5-15份；抗硬水剂，0.2-2份；杀菌剂，2-10份；消泡剂，0.1-0.3份；含钙化合物，0.1-2份；稳定剂，1-5份；调节剂，0.5-6份；调节剂，0.5-6份；水，15-40份。

其中，基础油在金属切削的过程中，主要起到润滑和冷却的作用。常用的基础油包括矿物油、石蜡基基础油、环烷基基础油、植物油或者其他合成基础油。上述各种基础油或者多种混合的基础油均能起到良好的润滑、冷却作用。其中，矿物油的成本低，粘度低，在半合成切削液中的应用较为广泛。

例如，基础油为22#环烷基基础油。环烷基基础油是经原油提炼而成，以环烷烃为主要成分的矿物油。该22#环烷基基础油的润滑效果、冷却效果以及耐用性良好。

乳化剂是能促使两种互不相溶的液体，例如油和水，形成稳定乳浊液的表面活性剂。乳化剂能降低分散相的表面张力，在微滴表面形成薄膜或双电层，不使微滴相互凝聚，而充分分散于介质中形成乳浊液。乳化剂的性能通常用亲水性和亲油性的平衡值(HLB)表示。

亲水疏水平衡值(HLB)，也称水油度。表面活性剂的亲油或亲水程度可以用HLB值的大小判别，HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1～40之间。它既与表面活性剂的亲水亲油性有关，又与表面活性剂的表面(界面)张力、界面上的吸附性、乳化性及乳状液稳定性、分散性、溶解性、去污性等基本性能有关，还与表面活性剂的应用性能有关。HLB在实际应用中有重要参考价值。亲油性表面活性剂HLB较低，亲水性表面活性剂HLB较高。亲水亲油转折点HLB值为10。HLB值小于10为亲油性，大于10为亲水性。在一个例子中，通过加入调节剂来调整HLB值。调节剂包括二聚酸。通过调整二聚酸的加入量能够有效地调节HLB值，本领域技术人员可以根据实际需要的量进行添加。

在一个例子中，乳化剂包括2-8份的妥尔油，2-12份的菜籽油酰胺，0.5-5份的异构十三醇聚氧乙烯醚以及3-10份的四聚蓖麻油酸酯中的至少一种。

其中，妥尔油作为水性金属加工液的非离子乳化剂，具有相容性好，乳化速度快的特点。妥尔油中松香皂在金属加工中除做乳化剂外，还可以作为良好的润滑剂和分散剂，改善了单纯用脂肪酸皂的性能。妥尔油还能起到润滑的效果。

优选地，妥尔油中树脂酸含量为25-30％。该含量为质量百分数。在该含量内，妥尔油的乳化作用更显著。

菜籽油酰胺具有良好的防锈以及乳化性能。优选地，菜籽油酰胺的酰胺含量为56％，该含量质量百分数。该含量的菜籽油酰胺的防锈剂乳化性能优良。

异构十三醇聚氧乙烯醚具备良好的乳化性能，可以降低油-水界面张力和减少形成乳液所需要的能量，从而提高了乳液的能量。

四聚蓖麻油酸酯具有良好的润滑及乳化效果。

优选地，乳化剂包括上述四种物质。这使得半合成切削液的乳化效果更佳良好，水和油的分散更为均匀。

当然，乳化剂不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在进行切、削、铣、磨等机械加工作业时，随着加载力的增加，半合成切削液逐渐过渡到边界润滑。如果此过程仅依靠有机物碳氢键的作用，在100-120℃时切削液已发生失效，无法起到润滑的作用。

在本发明实施例的半合成切削液中，添加有极压剂。极压剂是在设定温度的边界润滑条件下能与金属表面形成高溶点化学反应膜的添加剂，例如，在基础油失效情况下还能起润滑作用的添加剂。

在一个例子中，极压剂包括3-10份的聚酯极压剂。聚酯极压剂由聚醚酯和长链脂肪酸酯为支链交错组成。该极压剂能够有效地拓宽半合成切削液的润滑温度范围。

在一个例子中，极压剂包括0.1-3份的硫化极压剂。硫化极压剂为硫化油脂或烷基多硫化物。例如，硫化油脂包括硫化猪油、硫化棉籽油、硫化烯烃棉籽油、硫化脂肪酸酯、硫化异丁烯等中的一种或者多种混合物。忘记多硫化物包括二烷基多硫化物、二叔十二烷基多硫化物等。该极压剂能够进一步拓宽半合成切削液的润滑温度范围。

优选地，半合成切削液包括上述两种极压剂。二者的协同作用进一步拓宽了半合成切削液的润滑温度范围。在50-400℃使用范围内，半合成切削液均可保持较低的摩擦系数，具备高效润滑性。

在一个例子中，杀菌剂包括三嗪类杀菌剂、吗啉类杀菌剂或BIT(1,2-苯并异噻唑-3-酮)类杀菌剂中至少一种。上述几种杀菌剂能够有效地抑制半合成切削液中细菌、真菌和藻类的生长，起到复合杀菌的效果，提高了半合成切削液的耐用性。杀菌剂不限于上述几种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

半合成切削液中含有表面活性剂，例如乳化剂等，在进行切削等作业时，表面活性剂容易在气-液界面发生正吸附，从而形成泡沫，影响润滑作用。消泡剂能够有效地抑制泡沫的形成。普通的消泡剂在切削等作业的初期能够有效地抑制泡沫的形成。然而，在后期消泡剂逐渐失效，消泡作用大大降低。

在一个例子中，消泡剂为改性硅氧烷类消泡剂。例如，硅氧烷通过聚醚进行改性处理，形成聚醚-硅氧烷共聚物。该类消泡剂能够抑制初期以及后期形成的泡沫，提高了半合成切削液的使用寿命。

当然，消泡剂的种类不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

此外，在本发明实施例中，半合成切削液中加入了含钙化合物。这种物质能够提升水质的硬度，这样从配方体系上减少泡沫的产生。优选地，含钙化合物包括醋酸钙和磺酸钙中的至少一种。上述物质能够有效地减少半合成切削液在使用时形成的泡沫的量。

此外，半合成切削液中含有抗硬水剂CBJ，这使得体系水质硬度始终维持在一定范围内，从而能够更有效地抑制泡沫的形成。

此外，抗硬水剂CBJ，能够降低加工过程中钙、镁元素的聚集，防止半合成切削液出现皂化现象，影响半合成切削液的性能。

防锈剂能够有效地防止加工设备、工件等生锈。例如，防锈剂包括硼酸酯。硼酸酯的防锈效果良好。并且能够均匀地分散在基础油、水等成分中。

稳定剂能够提高半合成切削液的稳定性，提高耐用性。例如，稳定剂包括二丙二醇丁醚。

本发明实施例提供的半合成切削液，在金属切削加工过程中起到了润滑的作用，可改善工件的加工性能。并且，该半合成切削液对刀具的磨损小，附着能力强，从而减小了磨削力与摩擦热，提高了工件表面的质量。

此外，该半合成切削液的冷却效果良好，能够显著提高刀具的耐用性。

此外，该半合成切削液具有很好的渗透性能，可在工件表面形成一层薄膜，从而阻止油泥和颗粒附着在刀具和工件上，这样可以保持刀具清洁，延长了使用周期。

该半合成切削液具有良好的防锈作用，可以保证工件在存放过程中的质量。

实施例1

在该例子中，半合成切削液按照质量份数，各成分如下：

其中，基础油、妥尔油、杀菌剂和消泡剂等如前所述。该半合成切削液的润滑作用、冷却作用、洗涤作用和防锈作用优良，并且使用的温度范围广。

实施例2

在该例子中，半合成切削液按照质量份数，各成分如下：

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种半合成切削液，其特征在于，按照重量份数，包括以下成分：基础油，20-40份；乳化剂，0.5-35份；极压剂，0.1-13份；防锈剂，5-15份；抗硬水剂，0.2-2份；杀菌剂，2-10份；消泡剂，0.1-0.3份；含钙化合物，0.1-2份；稳定剂，1-5份；调节剂，0.5-6份；水，15-40份。

2.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述基础油为22#环烷基基础油。

3.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述乳化剂包括2-8份的妥尔油，2-12份的菜籽油酰胺，0.5-5份的异构十三醇聚氧乙烯醚以及3-10份的四聚蓖麻油酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述乳化剂包括妥尔油，所述妥尔油中的树脂酸含量为25-30％，该含量为质量百分数。

5.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述极压剂包括3-10份的聚酯极压剂，所述聚酯极压剂由聚醚酯和长链脂肪酸酯为支链交错组成。

6.根据权利要求1或5所述的半合成切削液，其特征在于，所述极压剂包括0.1-3份的硫化极压剂，所述硫化极压剂为硫化油脂或烷基多硫化物。

7.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述杀菌剂包括三嗪类杀菌剂、吗啉类杀菌剂或BIT类杀菌剂中至少一种。

8.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述消泡剂为改性硅氧烷类消泡剂。

9.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述含钙化合物包括醋酸钙和磺酸钙中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的半合成切削液，其特征在于，所述防锈剂包括硼酸酯，所述稳定剂包括二丙二醇丁醚，所述调节剂包括二聚酸。