机械加工的方法
专利汇可以提供机械加工的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种采用冷却和润滑组合物来 机械加工 金属和其它固体材料以及玻璃的方法,所说的组合物大部分是二 氧 化 碳 ,小部分是极性 润滑剂 ,该润滑剂含有至少一种带有至少一个氧 原子 的极性有机化合物。该极性基团可选自醚、羟基、羧基、酯和酰 氨 基或者它们的混合物。，下面是机械加工的方法专利的具体信息内容。
1.一种在二氧化碳和可在二氧化碳中溶解或者分散的润滑剂的混合物 存在情况下机械加工金属和其它固体材料以及玻璃的方法，其特征在于 润滑剂含有至少一种极性有机化合物，该极性有机化合物含有至少一个 氧原子，该润滑剂的沸点超过200℃。
2.权利要求1记载的方法，特征在于极性有机化合物含有选自醚、羟 基、羧基、酯和酰氨基或者它们的混合物的极性基团。
3.权利要求2记载的方法，特征在于极性有机化合物的沸点高于250 ℃。
4.权利要求1～3中任意一项记载的方法，其特征在于极性有机化合 物的熔点低于5℃。
5.权利要求4记载的方法，特征在于极性有机化合物的熔点低于0℃。
6.权利要求1～3任意一项记载的方法，其特征在于极性有机化合物 选自分子量为130～280的醇；分子量为150～320的羧酸；分子量为140～ 1000的多元醇或者醚以及它们的酯；分子量为155～400的羧酸和醇的 酯；分子量为180～1000的一元羧酸和一元烷醇胺之间的烷醇酰胺或者 它们的烷醇化物。
7.权利要求1～3任意一项记载的方法，其特征在于极性有机化合物 或者极性有机化合物的混合物所加入的量是二氧化碳重量的0.1～20％。
8.权利要求7记载的方法，其特征在于极性有机化合物或者极性有机 化合物的混合物所加入的量是二氧化碳重量的0.5～4％重量。
本发明涉及一种采用冷却和润滑组合物来机械加工金属和其它固体材 料以及玻璃的方法，该组合物大部分是二氧化碳，小部分是含有至少一种 带有至少一个氧原子的极性有机化合物的极性润滑剂。
专利申请WO90/03341和WO92/16464公开了二氧化碳在机械加工方 法中作为冷却和润滑介质的用途。在后一个申请中，建议往二氧化碳中加 入一种辅助润滑剂，来进一步提高润滑性并降低机械加工过程中产生的热 量。这种润滑剂可以在液体二氧化碳中溶解或者分散。在该专利申请中提 到的唯一一种具体润滑剂添加剂是基于低粘度烃的锭子油，即Crucolan 7。尽管将锭子油加入到二氧化碳中会改进总的润滑效果，但无法接受工具 的磨损和产生的热量。必需获得实质的改进来使市售的二氧化碳基冷却和 润滑组合物与其它润滑体系不相上下。
因此，本发明的主要目的是寻找一种实质上改进二氧化碳的润滑性的添 加剂。另一个目的是选择对人体或者环境无毒的并且不容易分解成有害气 体或者气溶胶的添加剂。
现已出人意料地发现要达到这些目的，金属和其它固体材料，例如陶瓷 和聚合物以及玻璃的机械加工可以在存在与沸点高于200℃的含有氧原子 作为杂原子的极性有机化合物的混合物状态下的液态二氧化碳的情况下完 成。所加极性有机化合物的量可以在宽范围内变化，但是通常是所加二氧 化碳重量的0.1～20，优选地0.5～4％重量。优选的有机化合物的沸点 高于250℃，熔点低于5℃，优选低于-5℃。有机化合物是可溶的或者 可在液体二氧化碳中分散的，并含有至少一个选自醚、羟基、羧基、酯和 酰氨基的极性基团或者它们的混合物。
适合的和优选的极性有机化合物是分子量为130～280，优选140～ 200的醇类；分子量为140～320，优选为150～290的羧酸；分子量为 155～1000，优选170～600的烷基醚羧酸；分子量为140～1000，优 选140～800的多元醇类或者醚类以及它们的酯类；分子量为155～400， 优选为165～350的脂肪酸或者磷酸的酯类；以及分子量为180～1000， 优选230～700的一元羧酸和烷醇胺之间的烷醇酰胺或者它们的烷醇化 物。
根据本发明合适的实例是有效的有机化合物的通式为R1OH，其中R1 是支链或者直链、饱和或者不饱和的含有9～18个碳原子的脂肪或者酰基 基团，例如含有9～15个碳原子的支链烷基或者支链酰基。其它实例是通 式为R2COOR3的酯化合物，其中R2CO是酰基，优选地是含有10～20 碳原子的支链或不饱和酰基，如油酰和异硬脂酰基，其中R3是含有1～4 个碳原子的烷基。优选的有机化合物的其它基团的通式为R4(A)nOR5，其 中R4和R5彼此独立，是氢、含有1～20个碳原子的酰基或者烷基，A是 含有2～4个碳原子的氧化烯基团，n表示2～18的数。优选地R4和R5 中的一个或二个基团是氢。优选的有机化合物的通式还可以是 R6CON(X)R7O(A)nR8，其中R6CO是含有8～20个碳原子的酰基，优 选支链或者不饱和酰基，X是H或者R7O(A)nR8，其中R7是含有2～ 8个碳原子的亚烷基，A是含有2～4个碳原子的亚烷基氧基，R8是氢或 者含有1～6个碳原子的烷基或者酰基，n是0～8的数。其它例子是通 式为R9O(A)xCH2COOH的烷基醚羧酸，其中R9是含有6～18个碳 原子的烷基，A是含有2～4个碳原子的亚烷基氧基，x是0～10的数。
在该方法中，极性有机化合物可以通过例如高压泵的方式在二氧化碳膨 胀之前加入到液态二氧化碳中，并应用到工具和/或工作区域中。二氧化碳 一般在10秒之内，优选在使用前立即由液态膨胀为气体，以尽可能获得良 好的冷却效果。极性化合物也可以以均相液体或者分散体的形式与带压二 氧化碳一起储存。在这种情况下，可确保极性化合物和二氧化碳之间具有 恒定的比例。在有机化合物具有比较高的熔点或者高粘度的情况下，在与 液体形式的二氧化碳或者与膨胀二氧化碳混合之前，需要将其加热。
在适当的实施方案中，将润滑剂和二氧化碳的液体混合物通过在操作工 具，如钻头内的通道加入到工作区域。每个通道的横截面积可在宽范围内 变化，但是一般在0.01～1mm2，优选在0.02～0.2mm2。
除了极性化合物或者极性化合物的混合物之外，润滑剂还可含有也具有 一定润滑性的作为加溶剂和/或作为附加冷却剂成分的试剂。这些试剂的例 子是分子量为46到约120的亚烷基二元醇类(alkylene glycols)、醇类和 它们的醚，以及水。这些试剂的量一般是极性化合物或者极性化合物的混 合物重量的0.1～100％，优选地为1～30％重量。在润滑操作存在水的 情况下，可适当选择至少一种具有防腐性的极性化合物加入到润滑剂中。
本发明通过下面的操作实施例进一步说明。
实施例1
采用基于二氧化碳的量为2％重量的多种润滑剂添加剂完成钻孔试验。 连续将二氧化碳以每小时1.5千克的量加入到钻孔区。将润滑剂添加剂用泵 打入在室温和57巴压力下的液体二氧化碳流中。接着将得到的混合物从钻 头的工作区膨胀约1厘米。钻头的直径为6毫米，钻孔的最大深度为6毫 米，进给速度为在钻头的圆周速度为46米/分钟或者40米/分钟时为0.17 毫米/转。用在钻孔失败之前可以钻孔的数目来评价性能。可以得到下面的 结果。 试验 化合物 孔的数目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 圆周速度为46米/分钟 油酸甲酯 油酸异丁酯 可可甲酯 己二酸的二辛基酯 三甲氧基丙烷三油酸酯 油酰一元乙醇酰胺＋2EO 可可脂肪酸二乙醇酰胺 油酰一元乙醇酰胺＋4EO C9～11-羰基合成醇 异硬脂酸 油酸 聚乙烯醇，分子量为500 聚乙烯醇的二油酸酯(400) 二丙二醇一甲基醚 三甘醇一甲基醚 油酰磷酸酯 可可二乙醇胺 三乙醇胺＋6EO C9-11羰基合成醇＋4EO 245 115 87 80 75 ＞350 195 334 169 347 89 ＞350 101 341 229 71 149 172 155 A B C D E F G 20 只有空气 CO2 CO2＋Crucolan 10 圆周速度为40米/分钟 只有空气 CO2 CO2＋Crucolan 10 空气＋油酸甲酯 CO2＋油酸甲酯 33 33 33 39 92 145 86 ＞350
从上面的结果可以看出：在试验1～20中采用本发明的极性化合物与 控制试验A～G相比可以提高的润滑性和钻孔的寿命。
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