CN112048358B - 一种全合成镁合金切削液的配方 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全合成镁合金切削液的配方，包括切削液润滑剂、切削液缓蚀剂和切削液杀菌剂，所述切削液润滑剂由聚醚、改性合成酯、磷酸酯和改性聚醚组合而成，所述切削液缓蚀剂由有机磷酸酯和硅氧烷酮组合而成，所述切削液杀菌剂由广谱抗菌杀菌剂和广谱抗真菌杀菌剂组合而成。本发明提供的镁合金切削液，其具有较好的润滑性和缓蚀性，同时还具有极佳的长效性，使用周期长，作为工业消耗品，极长的使用周期可保证需要排放的废液较少，对环境更加友好，同时可降低后续清洗工序的工作强度。

Description

一种全合成镁合金切削液的配方
技术领域
本发明涉及镁合金切削领域，具体涉及一种全合成镁合金切削液的配方。
背景技术
镁合金是以镁为基础加入其它元素组成的合金，其特点是密度小、强度高、韧性好、散热好、消震性好。但由于其在切削加工中会产生非常高的热量，故对切削液的冷却、润滑性能均有较高的要求。与此同时，镁的化学性质极为活泼，切削加工后容易出现黄斑、白斑，影响工件外观甚至力学性能。为避免加工过程中的铝合金腐蚀，目前市面上镁合金的切削加工主要运用切削油进行加工，切削油的润滑性、缓蚀性都非常好，但是其使用周期较短，需要频繁更换，导致排放的废液较多，在环保排放和后续工序清洗上都存在诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全合成镁合金切削液的配方，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全合成镁合金切削液的配方，包括切削液润滑剂、切削液缓蚀剂和切削液杀菌剂，所述切削液润滑剂由聚醚、改性合成酯、磷酸酯和改性聚醚组合而成，所述切削液缓蚀剂由有机磷酸酯和硅氧烷酮组合而成，所述切削液杀菌剂由广谱抗菌杀菌剂和广谱抗真菌杀菌剂组合而成。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述聚醚采用浊点高于60℃的高浊点聚醚。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述改性合成酯是将脂肪酸作为起始基，先与环氧乙烷反应，反应完成后再与异辛醇反应而制得。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述磷酸酯是由直链12醇及直链14醇先与磷酸反应，再与环氧乙烷反应而得的产物。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述改性醚采用陶氏EPML-483或丙烯酸改性的聚亚烷基二醇。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述广谱抗菌杀菌剂采用MBM或BIT20，所述光谱抗真菌杀菌剂采用IPBC。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述高浊点聚醚是将丙三醇作为起始基，先与环氧丙烷反应，反应完成后再与环氧乙烷反应，最终得到的40℃粘度为950-1050mm2/s的产物。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述脂肪酸与异辛醇的摩尔数比为2:1。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述磷酸与环氧乙烷的摩尔数比为1:3。
优选的，所述的全合成镁合金切削液的配方，所述环氧丙烷与环氧乙烷的摩尔数比为9:11。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种用于镁合金切削的切削液，其具有较好的润滑性和缓蚀性，同时还具有极佳的长效性，使用周期长，作为工业消耗品，极长的使用周期可保证需要排放的废液较少，对环境更加友好，同时可降低后续清洗工序的工作强度。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，以便于本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所列举的实施例不作为本发明的限定。
本发明提供一种全合成镁合金切削液的配方，包括切削液润滑剂、切削液缓蚀剂和切削液杀菌剂，所述切削液润滑剂由聚醚、改性合成酯、磷酸酯和改性醚组合而成，所述切削液缓蚀剂由有机磷酸酯和硅氧烷酮组合而成，所述切削液杀菌剂由广谱抗菌杀菌剂和广谱抗真菌杀菌剂组合而成。
白色金属在切削加工过程中，由于切削后金属的暴露面未曾经过氧气暴露，因而未生成致密的或者可耐腐蚀的氧化膜，加上其活泼的化学性质，极易引起电化学腐蚀，而影响工件外观及尺寸。本申请采用有机磷酸酯、硅氧烷酮两种防锈剂搭配使用，有机磷酸酯在切削过程中容易吸附在白色金属表面形成保护膜，帮助工件延缓在切削加工过程中的电化学腐蚀及切削液的碱腐蚀；加工结束金属暴露在空气中后，硅氧烷酮则与空气中的氧气反应，形成致密的保护膜，帮助延缓金属在大气中的腐蚀速率。
另一种实施例中，所述聚醚采用浊点高于60℃的高浊点聚醚。
另一种实施例中，所述改性合成酯是将脂肪酸作为起始基，先与环氧乙烷反应，反应完成后再与异辛醇反应而制得。
当切削加工刀具与工件表面接触时，通常都会先产生流体润滑，此时由于尚未放热，聚醚未到浊点，无法析出，导致润滑性欠缺，极易影响刀具寿命和工件表面光洁度。合成酯由于其特殊的化学结构，会定向吸附在工件表面，形成润滑膜，弥补了聚醚在切削开始时润滑性不足的问题。本申请选用通过上述反应制得的合成酯主要基于如下几点：1、该合成酯的尾端亲油基团较长，可形成足够牢固的界面润滑油膜；2、该合成酯具有一定水溶性，便于在加入极少量乳化剂、耦合剂的情况下能制成全合成的切削液；3、该合成酯的水解安定性较为稳定，能保证切削液工作液的长效性；4、由于镁合金切削加工过程中会有大量的镁离子溶于切削液，切削液的水硬度会随时间逐渐增加，该合成酯中保留有羧基，保留羧基可提高其抗硬水能力。
另一种实施例中，所述磷酸酯是由直链12醇及直链14醇先与磷酸反应，再与环氧乙烷反应而得的产物。
本申请选用磷酸酯的目的是作为极压剂，增加切削界面工件的抗磨损能力，降低切削表面的粗糙度。通过上述反应制得的磷酸酯具有较短的碳链，短碳链磷酸酯的酯键断裂所需要的吉布斯自由能更低，在水性体系中可以起到更好的抗磨作用。
另一种实施例中，所述改性醚采用陶氏EPML-483或丙烯酸改性的聚亚烷基二醇。
本申请选用改性聚醚的主要目的是增加体系润滑的稳定性，由于改性聚醚既可以提供流体动力学的界面润滑，又可以提供一定的化学极压润滑，故在此体系内运用，可以提升整理的润滑能力，使加工过程中由界面润滑向极压润滑的转向衔接更加平稳。
另一种实施例中，所述广谱抗菌杀菌剂采用MBM或BIT20，所述广谱抗真菌杀菌剂采用IPBC。
另一种实施例中，所述高浊点聚醚是将丙三醇作为起始基，先与环氧丙烷反应，反应完成后再与环氧乙烷反应，最终得到的40℃粘度为950-1050mm2/s的产物。
由于相比于黑色金属的切削加工，镁合金的切削加工过程中放热会更显著，本方案采用浊点较高、分子量分布窄的聚醚替代浊点较低的1720、1740反式嵌段聚醚。较反式嵌段聚醚而言，高浊点聚醚的逆溶解温度更高，由于镁合金切削加工过程中放热较黑色金属要多，所以较高的逆溶解温度可以在刀具和工件之间起到更好的边界润滑，且高粘度、高浊点聚醚的分子极性较传统的反式嵌段聚醚更强，也更容易吸附在工件表面，起到润滑作用。通过上述方法制得的聚醚可以满足要求。
另一种实施例中，所述脂肪酸与异辛醇的摩尔数比为2:1。
另一种实施例中，所述磷酸与环氧乙烷的摩尔数比为1:3。
另一种实施例中，所述环氧丙烷与环氧乙烷的摩尔数比为9:11。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明所举的较佳实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明的基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，包括切削液润滑剂、切削液缓蚀剂和切削液杀菌剂，所述切削液润滑剂由聚醚、改性合成酯、磷酸酯和改性聚醚组合而成，所述切削液缓蚀剂由有机磷酸酯和硅氧烷酮组合而成，所述切削液杀菌剂由广谱抗菌杀菌剂和广谱抗真菌杀菌剂组合而成；
所述聚醚采用浊点高于60℃的高浊点聚醚；
所述改性合成酯是将脂肪酸作为起始基，先与环氧乙烷反应，反应完成后再与异辛醇反应而制得；
所述改性醚采用陶氏EPML-483或丙烯酸改性的聚亚烷基二醇。
2.根据权利要求1所述的全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，所述磷酸酯是由直链12醇及直链14醇先与磷酸反应，再与环氧乙烷反应而得的产物。
3.根据权利要求1所述的全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，所述广谱抗菌杀菌剂采用MBM或BIT20，所述广谱抗真菌杀菌剂采用IPBC。
4.根据权利要求1所述的全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，所述高浊点聚醚是将丙三醇作为起始基，先与环氧丙烷反应，反应完成后再与环氧乙烷反应，最终得到的40℃粘度为950-1050mm2/s的产物。
5.根据权利要求1所述的全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，所述脂肪酸与异辛醇的摩尔数比为2:1。
6.根据权利要求2所述的全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，所述磷酸与环氧乙烷的摩尔数比为1:3。
7.根据权利要求4所述的全合成镁合金切削液的配方，其特征在于，所述环氧丙烷与环氧乙烷的摩尔数比为9:11。
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