CN111826225A - 一种钐钴永磁加工专用冷却液及其制备方法 - Google Patents

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宋扬扬
张瑞
张晨晖
李联养
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    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C10M169/048—Mixtures of base-materials and additives the additives being a mixture of compounds of unknown or incompletely defined constitution, non-macromolecular and macromolecular compounds

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Abstract

本发明公开了一种钐钴永磁加工专用冷却液及其制备方法，旨在解决钐钴永磁材料切片过程中的润滑冷却问题。该专用冷却液按质量百分比计，由防锈剂5.0‑10.0％，水溶性润滑剂25.0‑45.0％，有机渗透剂1.0‑3.0％，泡沫抑制剂3.0‑5.0％，分散剂8.0‑10.0％，杀菌剂0‑0.3％，沉降剂2.0‑5.0％，余量为去离子水组成。本发明提供的冷却液，主要适用于钐钴永磁材料的金刚石线切割工艺。该配方的冷却液主要针对钐钴永磁材料质硬及切割粉末密度大等性能特点，具备极佳的润滑性能和清洗性能，大大提高钐钴永磁材料等稀土永磁材料的切割效率，且制备方法简单易操作，常温下可工业化生产。

Description

一种钐钴永磁加工专用冷却液及其制备方法
技术领域
本发明涉及冷却液及其制备技术领域，具体涉及一种钐钴永磁加工专用冷却液及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，永磁性材料的应用越来越广，，在航空航天、国防军事、磁力传动装置、电子仪表、医疗器械、家用电器等国民经济和国防的诸多领域得到广泛的应用，成为多种产业发展的物种基础。目前，绝大多数永磁性材料的初步加工与太阳能硅片的加工方式相同，主要为金刚石线切割技术，金刚石线切割是利用固结有金刚石颗粒的金刚石线的高速往复运动对工件产生切割作用，切割过程中需要冷却，同时金刚石线与工件之间需要润滑，以防止出现切割阻断，导致废品率高。因此切割过程中的能够起到冷却润滑作用的冷却液是影响切片效率及质量的关键因素之一。
常见的永磁材料主要包含了钕铁硼、钐钴、铝镍钴，不同材质的永磁材料对切割液的要求完全不同，同材质差别较大的硅片所适用切割液更是存在巨大差异。然而，市场上钕铁硼的需求量较大，多数磁性材料冷却液的研究主要针对钕铁硼材质。而钐钴永磁材料同钕铁硼永磁材料相比有其特有的性能和适用领域，钐钴永磁材料相比钕铁硼永磁材料具有不易生锈、耐高温、硬度大等特点，在高温环境使用的器件通常要使用钐钴永磁材料。而一般的钕铁硼切割液防锈能力出众，但是润滑性能较弱，冷却液稀释相同倍数在钐钴永磁上使用达不到切割要求，低的稀释倍数又会造成防锈能力的浪费，性价比不高。国外进口的磁性材料专用切割液在钐钴材质上可稀释10倍使用，价格高昂。
因此，研究一种具备优异润滑性，分散性，易清洗，可高倍数稀释的钐钴永磁专用切割冷却液，具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种钐钴永磁加工专用冷却液及其制备方法，使用该冷却液可以提高钐钴永磁加工效率，避免切割工件时，出现切割阻断，导致废品率增高。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案是：一种钐钴永磁加工专用冷却液，由以下重量百分比组分组成：
防锈剂： 5.0-10.0％
水溶性润滑剂： 25.0-45.0％
有机渗透剂： 1.0-3.0％
泡沫抑制剂： 3.0-5.0％
分散剂： 8.0-10.0％
杀菌剂： 0-0.3％
沉降剂： 2.0-5.0％
溶剂 余量。
所述的防锈剂为有机硼酸酯。优选地，有机硼酸酯为二乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、三异丙醇硼酸酯中的一种或者几种。硼酸酯类产品无毒无味，具备优越的防锈性能，同时具有优异的极压抗磨性和耐高温性能，可提高冷却液的摩擦性能。是一种绿色环保型添加剂。
所述的水溶性润滑剂为低泡聚醚。优选地，低泡聚醚为自国产聚醚L64、L44、NPE-105；巴斯夫RPE1720、RPE1740、RPE2520中的一种或者几种。该类型润滑剂溶于水后粘度低，流动性好，可使冷却液粘附力增强，提高润滑性能。同时该类型产品具备良好的润湿性，长时间使用不会结垢，清洗性能优异，可顺利将切割粉末带走。
优选地，有机渗透剂选自斯洛珂公司的Silok8000、Silok8141、Silok8241中的一种或者两种。
优选地，泡沫抑制剂为Silok4630、四甲基-二醇-癸炔、炔醇改性硅氧烷中的一种或者几种。
优选地，分散剂为为聚乙二醇-400、异丙醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸铵中的两种或两种以上的混合物。
优选地，杀菌剂为异噻唑啉酮。夏季可少量添加，其他季节可不添加。
优选地，沉降剂为Busan77。Busan77同时具备杀菌作用，可增强杀菌效果。
本发明还提供了上述钐钴永磁加工专用冷却液制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述的重量份称取水溶性润滑剂；
(2)按照上述重量份称取泡沫抑制剂，并加入步骤(1)所得的聚醚中，高速分散30min，转速≥1000r/min，得均匀半透明状液体；
(3)按照上述的重量份称取去离子水；
(4)按照上述的重量份称取防锈剂，加入步骤(3)中称取的去离子水中，搅拌15-30min中，得到澄清透亮的混合液。
(5)按照上述重量份依次称取有机渗透剂、分散剂、杀菌剂、沉降剂，并依次加入到步骤(4)所得的混合液中，充分搅拌30min，得到澄清透亮的混合液。
将步骤(2)所得到的液体等分为3份，每隔10min中将一份加入到步骤(5)中的溶液中，持续搅拌至溶液澄清透明即得到本发明所述的钐钴永磁加工专用冷却液。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)优异的防锈性能，3％的浓度可长期保持切割机床和切割材料不被腐蚀；(2)具有优良的润滑、冷却和清洗性能，能够满足高速切割的同时，保证切片的表面光洁度；(3)优异的粉末分散性能，能够避免细粉末团聚在切线表面而引起断线率增加；(4)高倍数稀释，冷却液可按照1：30稀释，依然具备极佳的润滑性能，降低工作液COD值，而永磁材料切割液市场通用稀释倍数为15倍；(5)该冷却液不存在通用性切割液中加入乙醇胺类型的产品，不会导致切割材料中钴的析出；(6)该冷却液制备方法简单，易操作，成本低，常温下可实现工业化生产。
具体实施方式
实施例1-4，本实施例的钐钴永磁加工专用冷却液按重量百分比计算，包括以下各组分。具体成分见表1。
表1实施例各成分含量表
Figure BDA0002030116880000031
本实施例中的钐钴永磁加工专用冷却液的具体制备方法为：常温下，将泡沫抑制剂分散到由水溶性润滑剂组成的混合液中，高速分散剂转速1500r/min，高速分散30min，至混合液为半透明状。在称取的去离子水中加入防锈剂，搅拌15min，至溶液澄清透明，依次加入渗透剂和分散剂、沉降剂Busan77。继续搅拌30min至澄清透明，得到混合澄清溶液。将聚醚和泡沫抑制剂的混合液等分成3份，分三次每隔10min依次加入到上述所得的混合澄清溶液中，继续搅拌得到本实施例的钐钴永磁加工专用冷却液。
将实施例1-4制备好的用于钐钴永磁加工专用冷却液，与自来水按照质量比1：30倍混合，用于金刚石线切割工艺，切割完成后，切片厚度均匀，无线痕，无腐蚀点。同时多次试验中未出现断线情况，粉末携带性好，切片易清洗。实际工艺过程中，切割工艺时长达到12小时，可在切割液中补充1kg产品，继续循环切割，切割总工艺时长达到200小时，切割液需要更换，重新配置液体进行切割。将实施例1-4制得的专用冷却液与自来水按质量比1:30倍混合，将市面上的同类型日本进口冷却液与自来水按质量比1:15倍混合，切割同样的钐钴永磁工件，结果如下表2
表2实施例使用效果
Figure BDA0002030116880000041
由表2表明，专用冷却液在高稀释倍数下COD值明显低于市售进口产品，易于厂家后期废水处理。实施例中切片线痕均低于2.5％，崩边划伤低于1.5，无成片油污存在，切片合格率大于95％。均符合厂家要求。其中实施例4效果最佳，性价比高。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方案进行描述，并非对本发明的范围进行限定。在不脱离本发明精神及设计原理范围内，本领域的专业技术人员对实施例的多种修改，均应落入本发明权利要求确定的保护范围内。

Claims (12)

1.一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于：按质量百分比计，由以下组份组成：防锈剂5.0-10.0％，水溶性润滑剂25.0-45.0％，有机渗透剂1.0-3.0％，泡沫抑制剂3.0-5.0％，分散剂8.0-10.0％，杀菌剂0-0.3％，沉降剂2.0-5.0％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的防锈剂为有机硼酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的防锈剂有机硼酸酯为二乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、三异丙醇硼酸酯中的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的水溶性润滑剂为聚醚。
5.根据权利要求4所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的聚醚为低泡型产品。
6.根据权利要求5所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述聚醚为聚醚L64、L44、NPE-105，巴斯夫RPE1720、RPE1740、RPE2520中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的有机渗透剂为Silok8000、Silok8141、Silok8241中的一种或者两种。
8.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的泡沫抑制剂为Silok4630、四甲基-二醇-癸炔、炔醇改性硅氧烷中的一种或者几种。
9.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的分散剂为为聚乙二醇-400、异丙醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸铵中的两种或两种以上的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的杀菌剂为异噻唑啉酮。
11.根据权利要求1所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液，其特征在于，所述的沉降剂为Busan77。
12.一种制备如权利要求1-11中任一项所述的一种钐钴永磁加工专用冷却液的方法，其特征在于，按照如下步骤顺序进行：
(1)按照所述的质量百分比称取聚醚；
(2)按照所述的质量百分比称取泡沫抑制剂，加入步骤(1)所得的聚醚中，高速分散30min，转速≥1000r/min以上，得均匀半透明状液体；
(3)按照所述的质量百分比称取去离子水；
(4)按照所述的质量百分比称取防锈剂，加入步骤(3)中称取的去离子水中，搅拌15-30min中，得到混合液澄清透亮；
(5)按照所述的质量百分比依次称取所述的渗透剂、有机分散剂、杀菌剂、沉降剂，并依次加入到步骤(4)所得的混合液中，充分搅拌30min，得到混合液澄清透亮；
(6)将步骤(2)所得到的液体等分为3份，每隔10min中将一份加入到步骤(5)中的溶液中，持续搅拌至溶液澄清透明即可。
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