CN110205194A - 高精密镜面加工用磨切液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水80‑90份、甘油0.3‑2份、聚醚3‑9份、复合防锈剂8.5‑28份、硼酸酯0.2‑1.5份、三乙醇胺5‑25份、复合表面活性剂0.7‑6.5份、絮凝剂1‑5份；采用水为载体配合水性高分子如聚醚等替代矿物油润滑，通过采用采用复配的表面活性添加剂，以合适的HLB值强化加工液的浸润能力，强化磨切液对切屑的润湿能力，同时降低切屑的表面活化能；采用絮凝剂减少金属加工中产生的细小粉尘状切屑的悬浮累积，加速切屑沉降，提升水性磨切液的可过滤性，保证切削液的洁净，同时提高镜面加工效果，并可将镜面加工中生成的油泥絮凝过滤去除，可长期维持金属加工液的洁净度，进而延长使用寿命，确保金属加工的高精密加工广泛达到镜面效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工液，特别涉及一种高精密镜面加工用磨切液及其制备方法。
背景技术
现代机械制造行业中对金属加工的要求越来越高,对产品的表面粗糙度、光亮度有很高的要求。而镜面加工是金属切削加工的最高境界，是提高机械部件使用寿命的最有效手段。所谓镜面是指机械切削加工后，得到非常好的粗糙度能清晰倒影出物品影像的金属表面。镜面加工是工件表面粗糙度<0.8um的表面。镜面的机械加工方法有:去除材料方式有，磨削、研磨、抛光、电火花；无切削方式有，滚压(采用镜面工具)、挤压。然而，无论用何种金属加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度，过去称为表面光洁度。由于越来越多的镜面加工效果需要满足,因此与之配套的水性润滑剂越来越难以满足镜面加工的要求和效果。另外，传统润滑油专注于油料的润滑、冷却性能，极少考量金属加工过程中生产的细小粉尘状切屑的物性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高精密镜面加工用磨切液及其制备方法，采用无油润滑技术，提高磨切液的润滑能力，同时减少金属加工中产生的细小粉尘状切屑的悬浮累积，加速切屑沉降，保证切削液的洁净，提高镜面加工效果，达到高精密镜面水性加工目的。
本发明的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水80-90份、甘油0.3-2份、聚醚3-9份、复合防锈剂8.5-28份、硼酸酯0.2-1.5份、三乙醇胺5-25份、复合表面活性剂0.7-6.5份、絮凝剂1-5份；
进一步，所述复合防锈剂为防锈剂NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸的复配；
进一步，所述复合表面活性剂为NP10、司盘80和吐温80的复配；
进一步，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺；
进一步，去离子水80-90份、甘油0.3-2份、聚醚3-9份、葵二酸2-5份、5-10份防锈剂NEUF985、1-3份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸0.5-10份、硼酸酯0.2-1.5份、三乙醇胺5-25份、0.2-1.5份NP10、0.3-3份司盘80、0.2-2份吐温80、聚丙烯酰胺1-5份；
进一步，原料按重量份包括以下组分：去离子水85份、甘油1份、聚醚6份、7份防锈剂NEUF985、2份防锈剂NEUF316、硼酸酯1份、葵二酸3份、十二碳二元酸7份、三乙醇胺15份、1份NP10、2份司盘80、1份吐温80、聚丙烯酰胺3份。
本发明还公开一种高精密镜面加工用磨切液的制备方法，包括以下步骤：
a.将复合防锈剂与三乙醇胺混合后加入硼酸酯加热至温度为40-60℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后加入剩余物料在温度为40-60℃下反应2小时以上；
进一步，步骤a中，所述复合防锈剂为防锈剂NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸的复配；分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯；
进一步，步骤b中，在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入。
本发明的有益效果：本发明的高精密镜面加工用磨切液及其制备方法，采用水为载体配合水性高分子如聚醚等替代矿物油润滑，通过采用采用复配的表面活性添加剂，以合适的HLB值强化加工液的浸润能力，强化磨切液对切屑的润湿能力，同时降低切屑的表面活化能；采用絮凝剂减少金属加工中产生的细小粉尘状切屑的悬浮累积，加速切屑沉降，提升水性磨切液的可过滤性，保证切削液的洁净，同时提高镜面加工效果，并可将镜面加工中生成的油泥絮凝过滤去除，可长期维持金属加工液的洁净度，进而延长使用寿命，确保金属加工的高精密加工广泛达到镜面效果。本发明的磨切液属于水性润滑介质，可减少不可再生资源矿物油的应用，生产工艺简单，原材料易得，采用合理的配比，润滑剂各组分形成的化学平衡稳定，性能更稳定。该磨切液在使用过程中，仅需维护，可长期使用无需换液，因此，可减少排放不污染环境。
具体实施方式
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水80-90份、甘油0.3-2份、聚醚3-9份、复合防锈剂8.5-28份、硼酸酯0.2-1.5份、三乙醇胺5-25份、复合表面活性剂0.7-6.5份、絮凝剂1-5份；以去离子水为基础液代替矿物油，以甘油为耦合剂，以聚醚和硼酸酯协同作用提高润滑性，以三乙醇胺提高碱保持性，进而延长使用寿命，以复合表面活性剂降低液体表面张力，助沉降，同时强化了磨切液的对切屑的润湿能力，通过絮凝剂减少金属加工中产生的细小粉尘状切屑的悬浮累积，加速了切屑沉降，水性磨切液的可过滤性提升，保证切削液的洁净。聚醚采用巴斯夫聚醚1740，也可用南京威尔聚醚等效替代。
本实施例中，所述复合防锈剂为防锈剂NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸的复配；NEUF985为诺泰生物科技有限公司生产的水性防锈剂，NEUF316为诺泰生物科技有限公司生产的水性防锈润滑剂，通过防锈NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸(DC12)的协同作用提高防锈润滑性。
本实施例中，所述复合表面活性剂为NP10、司盘80和吐温80的复配；NP10中文名为壬基酚聚氧乙烯醚(10)，是壬基酚与环氧乙烷加成物，属于壬基酚聚氧乙烯醚的一种，是非离子表面活性剂，NP10、司盘80和吐温80之间协同作用强化了磨切液的对切屑的润湿能力，降低切屑的表面的活化能，磨切液的洁净性更高，金属加工液洁净度得到保持，进一步保证了高光加工工艺达始终达到镜面加工效果,综合解决了镜面切削的润滑难题。
本实施例中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺；起到絮凝净化的作用，提高磨切液的洁净性，延长使用寿命。
本实施例中，去离子水80-90份、甘油0.3-2份、聚醚3-9份、葵二酸2-5份、5-10份防锈剂NEUF985、1-3份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸0.5-10份、硼酸酯0.2-1.5份、三乙醇胺5-25份、0.2-1.5份NP10、0.3-3份司盘80、0.2-2份吐温80、聚丙烯酰胺1-5份；采用合理的配比，润滑剂各组分形成的化学平衡稳定，性能更稳定。
本实施例中，原料按重量份包括以下组分：去离子水85份、甘油1份、聚醚6份、7份防锈剂NEUF985、2份防锈剂NEUF316、硼酸酯1份、葵二酸3份、十二碳二元酸7份、三乙醇胺15份、1份NP10、2份司盘80、1份吐温80、聚丙烯酰胺3份；为优选实施例。
本发明还公开一种高精密镜面加工用磨切液的制备方法，包括以下步骤：
a.将复合防锈剂与三乙醇胺混合后加入硼酸酯加热至温度为40-60℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为40-60℃下反应2小时以上；
本实施例中，步骤a中，所述复合防锈剂为防锈剂NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸的复配；分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯。
实施例一
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水80份、甘油0.3份、聚醚3份、葵二酸2份、5份防锈剂NEUF985、1份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸0.5份、硼酸酯0.2份、三乙醇胺5份、0.2份NP10、0.3份司盘80、0.2份吐温80、聚丙烯酰胺1份；其制备方法为：
a.分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯加热至温度为40℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为40℃下反应2小时。
实施例二
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水90份、甘油2份、聚醚9份、葵二酸5份、10份防锈剂NEUF985、3份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸10份、硼酸酯1.5份、三乙醇胺25份、1.5份NP10、3份司盘80、2份吐温80、聚丙烯酰胺5份；其制备方法为：
a.分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯加热至温度为60℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为60℃下反应2小时。
实施例三
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水80份、甘油2份、聚醚3份、葵二酸5份、5份防锈剂NEUF985、3份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸0.5份、硼酸酯1.5份、三乙醇胺5份、1.5份NP10、0.3份司盘80、2份吐温80、聚丙烯酰胺1份；其制备方法为：
a.分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯加热至温度为45℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为45℃下反应2小时以上。
实施例四
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水90份、甘油0.3份、聚醚8份、葵二酸3份、10份防锈剂NEUF985、1份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸9份、硼酸酯0.3份、三乙醇胺23份、0.5份NP10、3份司盘80、0.2份吐温80、聚丙烯酰胺4份；其制备方法为：
a.分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯加热至温度为50℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为50℃下反应2小时以上。
实施例五
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水85份、甘油0.3份、聚醚9份、葵二酸3份、5份防锈剂NEUF985、3份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸7份、硼酸酯0.2份、三乙醇胺25份、1份NP10、0.3份司盘80、2份吐温80、聚丙烯酰胺3份；其制备方法为：
a.分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯加热至温度为55℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为55℃下反应2小时以上。
实施例六
本实施例的高精密镜面加工用磨切液，原料按重量份包括以下组分：去离子水85份、甘油1份、聚醚6份、7份防锈剂NEUF985、2份防锈剂NEUF316、硼酸酯1份、葵二酸3份、十二碳二元酸7份、三乙醇胺15份、1份NP10、2份司盘80、1份吐温80、聚丙烯酰胺3份；其制备方法为：
a.分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯加热至温度为42℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入，最后在温度为42℃下反应2小时。
本发明的磨切液理化指标及加工效果均明显好于常规润滑剂，将实施例一的磨切液与几种常见润滑材料的技术指标比对如下表：
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高精密镜面加工用磨切液，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：去离子水80-90份、甘油0.3-2份、聚醚3-9份、复合防锈剂8.5-28份、硼酸酯0.2-1.5份、三乙醇胺5-25份、复合表面活性剂0.7-6.5份、絮凝剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的高精密镜面加工用磨切液，其特征在于：所述复合防锈剂为防锈剂NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸的复配。
3.根据权利要求2所述的高精密镜面加工用磨切液，其特征在于：所述复合表面活性剂为NP10、司盘80和吐温80的复配。
4.根据权利要求3所述的高精密镜面加工用磨切液，其特征在于：所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求4所述的高精密镜面加工用磨切液，其特征在于：去离子水80-90份、甘油0.3-2份、聚醚3-9份、葵二酸2-5份、5-10份防锈剂NEUF985、1-3份防锈剂NEUF316、十二碳二元酸0.5-10份、硼酸酯0.2-1.5份、三乙醇胺5-25份、0.2-1.5份NP10、0.3-3份司盘80、0.2-2份吐温80、聚丙烯酰胺1-5份。
6.根据权利要求5所述的高精密镜面加工用磨切液，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：去离子水85份、甘油1份、聚醚6份、7份防锈剂NEUF985、2份防锈剂NEUF316、硼酸酯1份、葵二酸3份、十二碳二元酸7份、三乙醇胺15份、1份NP10、2份司盘80、1份吐温80、聚丙烯酰胺3份。
7.根据权利要求1所述的高精密镜面加工用磨切液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.将复合防锈剂与三乙醇胺混合后加入硼酸酯加热至温度为40-60℃；
b.将絮凝剂在少量去离子水中预溶后与步骤a中的溶液混合均匀；然后加入剩余物料在温度为40-60℃下反应2小时以上。
8.根据权利要求7所述的高精密镜面加工用磨切液的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述复合防锈剂为防锈剂NEUF985、防锈剂NEUF316、葵二酸和十二碳二元酸的复配；分别将葵二酸和十二碳二元酸用去离子水中均匀分散后加入三乙醇胺混合制得溶液Ⅰ，将防锈剂NEUF985和防锈剂NEUF316在三乙醇胺中分散均匀制得溶液Ⅱ，然后将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合后再加入硼酸酯。
9.根据权利要求8所述的高精密镜面加工用磨切液的制备方法，其特征在于：步骤b中，在搅拌下缓慢加入剩余物料，且剩余物料中的聚醚最后加入。
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