一种长效微乳化型镁合金切削液 |
|||||||
| 申请号 | CN202311808959.3 | 申请日 | 2023-12-26 | 公开(公告)号 | CN117801870A | 公开(公告)日 | 2024-04-02 |
| 申请人 | 合肥华清高科表面技术股份有限公司; | 发明人 | 刘万青; 梁子睿; 胡叶跟; 王晓东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种长效微乳化型镁 合金 切削液 ，原液组成包括 基础 油、蒸馏 水 、 润滑剂 、缓蚀剂、乳化剂、杀菌 抑菌剂 、消泡剂、抗硬水剂、 极压剂 和 表面活性剂 。本发明的产品磷含量较低，具有良好的抗 生物 腐蚀 性能，同时具有较高的消泡性能、润滑性能、防锈蚀性能、清洁性能、降温性能，作为使用周期较长的工业消耗品，能够保证切削液的长效使用，可以降低废液的 排放量 ，更能达到环境友好的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种长效微乳化型镁合金切削液，其特征在于，各组分按质量份的构成为：基础油25～35份、蒸馏水45～55份、润滑剂3～7份、缓蚀剂2～4份、乳化剂4～8份、杀菌抑菌剂1～2份、消泡剂0.2～1份、抗硬水剂1～5份、极压剂4～8份、表面活性剂1～3份。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种长效微乳化型镁合金切削液技术领域背景技术[0002] 镁合金是一种以镁为基础加入其他元素形成的合金，具有密度小、强度高、散热好、弹性模量大、耐冲击、电磁屏蔽性能优异、阻尼性能好、生物毒性低等优点。但由于镁合金具有极高的化学和电化学活性、燃点较低、耐腐蚀性较差，加工过程中易氧化腐蚀，切屑堆积存在易燃爆等安全隐患，所以切削液的选择在镁合金的工艺加工中至关重要。 [0003] 为避免镁合金生产加工过程中的腐蚀影响合金性能和外观，避免长期使用切削液镁离子浓度提升影响到切削液性能等问题，目前市场上镁合金加工时常会用到切削油。但由于切削油存在易滋生细菌、影响后续清洁工序、寿命较短等缺点，近年来，各企业也逐渐开始研发半合成型和水基型切削液，向更环保的方向转型升级。而目前，在研发半合成型和水基型镁合金切削液时，切削液的抗硬水性指标则成为了检验镁合金切削液品质极为重要的一则指标。 [0004] 乳化型切削液兼具切削油和水基切削液的优点，能够在保证切削油的润滑性、防锈性等基础上，实现更长效、更易清洁等要求，又能避免水基型切削液在抗硬水性指标上的痛点，同时为了满足绿色发展的要求，达到提高切削液的使用寿命、降低排放、便于清洁等目标，研发一款微乳化型长效镁合金切削液是有意义的。 [0005] 目前，镁合金切削液的最新研究主要集中于解决切削液的抗硬水性问题，解决方案如：专利CN 116376628 A“一种基于改性缓蚀剂的合成型镁合金切削液及其制备方法”中提出的钙镁皂分散剂提升切削液抗硬水指标；专利CN 115820330 A“一种切削液及其制备方法和应用”中使用纳米材料针对切削液破乳失效问题等。如上述专利提供的解决方案，添加剂协同能力差，难以使切削液长效使用。 发明内容[0006] 为突破现有镁合金切削液抗硬水性能与长效性能共存的问题，从而降低镁合金切削液更换频率、节约镁合金加工成本，本发明提供一种长效微乳化型镁合金切削液，有效地提升了切削液的金属缓蚀能力、抗硬水性指标和防腐性指标，在保障了金属加工效率的同时，大大提升了产品的使用寿命。 [0007] 为实现该目的，本发明采用如下技术方案： [0008] 一种长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按重量份的构成为：基础油25～35份、蒸馏水45～55份、润滑剂3～7份、缓蚀剂2～4份、乳化剂4～8份、杀菌抑菌剂1～2份、消泡剂0.2～1份、抗硬水剂1～5份、极压剂4～8份、表面活性剂1～3份。 [0009] 优选的，所述基础油选用5#白油。 [0010] 优选的，所述润滑剂和乳化剂均选用聚乙二醇。 [0014] 优选的，所述抗硬水剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸。 [0015] 优选的，所述极压剂采用有机磷酸酯和氯化石蜡中的至少一种，最优先为有机磷酸酯。 [0016] 优选的，所述表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸、木质素磺酸钠和烷基磺酸钠中的一种或几种，最优选为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸。 [0017] 本发明的有益效果体现在： [0018] 本发明提供了一种用于镁合金切削的切削液，其含磷量较低，搭配杀菌抑菌剂可有效防止生物腐蚀，并且所优选的添加剂中部分具有良好的钙镁皂分散能力，对主要的抗硬水剂脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸有良好的协同作用，从而提升切削液的使用周期。其具有较好的润滑性和缓蚀性，同时还具有极佳的长效性，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。 [0019] 本发明的长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按如下质量份构成时，具有较优的性能：基础油30份、蒸馏水50份、润滑剂5份、缓蚀剂3份、乳化剂6份、杀菌抑菌剂1.5份、消泡剂0.6份、抗硬水剂3份、极压剂6份、表面活性剂2份。 具体实施方式[0020] 下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。 [0021] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。 [0022] 下述实施例中，采用的有机磷酸酯是由直链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。江苏省海安石油化工厂能够提供该产物。 [0023] 下述实施例中，采用的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸是脂肪醇聚氧乙烯醚先与碱发生碱化反应，再与氯乙酸钠发生亲核取代反应即羧甲基化后生成羧酸，最后再分离提纯得到的产物。嘉祥县大海化工有限公司能够提供该产物。 [0024] 下述实施例中，采用的聚乙二醇为聚乙二醇PEG‑6000。 [0025] 下述实施例中，长效微乳化型镁合金切削液的制备方法为：将基础油、蒸馏水、润滑剂和乳化剂混合，升温至70℃并搅拌至完全乳化；然后降温至40℃以下后，加入缓蚀剂、杀菌抑菌剂、消泡剂、抗硬水剂、极压剂及表面活性剂，搅拌1～1.5h；加入适量硼砂或三乙醇胺调节pH值至8.5～9.5之间，即得长效微乳化型镁合金切削液。 [0026] 实施例1 [0027] 本实施例提供一种长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油25份、蒸馏水55份、聚乙二醇7份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.2份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸2份、有机磷酸酯4份。 [0028] 实施例2 [0029] 本实施例提供一种长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油27份、蒸馏水53份、聚乙二醇9份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.2份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.4份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸3.5份、有机磷酸酯5份。 [0030] 实施例3 [0031] 本实施例提供一种长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油30份、蒸馏水50份、聚乙二醇11份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.5份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸5份、有机磷酸酯6份。 [0032] 实施例4 [0033] 本实施例提供一种长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油32份、蒸馏水48份、聚乙二醇13份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.7份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.8份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸6.5份、有机磷酸酯7份。 [0034] 实施例5 [0035] 本实施例提供一种长效微乳化型镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油35份、蒸馏水45份、聚乙二醇15份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 2份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)1份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸8份、有机磷酸酯8份。 [0036] 经过多次实验比较，可得到最优的金属切削液组分比例，为各组分按质量份构成为：5#白油30份、蒸馏水50份、聚乙二醇11份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂3份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.5份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸5份、有机磷酸酯6份，即优选的切削液配比比例为实施例3。 [0037] 为验证此发明提供的长效微乳化型镁合金切削液的优选性能，设计对比例分别验证，对比例配制方法与实施例保持一致： [0038] 对比例1 [0039] 本对比例提供一种镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油30份、蒸馏水50份、聚乙二醇11份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.5份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.6份、有机磷酸酯6份。 [0040] 对比例2 [0041] 本对比例提供一种镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油30份、蒸馏水50份、聚乙二醇11份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.5份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸5份。 [0042] 对比例3 [0043] 本对比例提供一种镁合金切削液，其各组分按质量份的构成为：5#白油30份、蒸馏水50份、聚乙二醇11份、由有机磷酸酯和硅氧烷酮按质量比为1:5复配的复配缓蚀剂2份、广谱杀菌抑菌剂MBM 1.5份、改性聚醚(陶氏EPML‑438)0.6份、烷基磺酸钠5份、氯化石蜡6份[0044] 除以上对比例外，另购置国内外知名品牌切削液作为市场指标参照。 [0045] 以如上实施例实验效果较好的实施例3为例，根据目前在行标准进行各项相关理化指标检测，检测结果如表1所示： [0046] 表1实施例3切削液典型理化指标 [0047] [0048] [0049] 关于抗硬水性指标测试，设计实验条件如下：在100mL切削液样品中，滴加5％质量分数的CaCl2溶液至溶液出现浑浊，记录滴加量。得到数据如表2所示： [0050] 表2切削液抗硬水性指标 [0051] 切削液 滴加量/mL 切削液 滴加量/mL实施例1 10 对比例1 8 实施例2 12 对比例2 10 实施例3 16 对比例3 12 实施例4 17 国内产品 11 实施例5 17 国外产品 13 [0052] 关于产品长效性能测试，设计实验条件如下：在试验试液中加入适量MgCl2，使溶2+ 液中Mg 浓度达到150ppm，试验时，在每份试验溶液中加入5g镁合金切削残渣，模拟切削液使用一定时间之后的状态，具体试验步骤按照标准《GB/T 6144‑2010合成切削液》中腐蚀性试验开展。得到数据如表3所示： [0053] 表3长效性能测试 [0054] [0056] 实施例1试液：溶液表面有少量灰白色漂浮物，溶液轻微泛白，整体依旧呈透明状。 [0057] 实施例2试液：溶液表面有微量白色漂浮物，依旧呈透明状。 [0058] 实施例3试液：溶液表面有微量白色漂浮物，依旧呈透明状。 [0059] 实施例4试液：溶液表面有微量白色漂浮物，依旧呈透明状。 [0060] 实施例5试液：溶液表面有微量白色漂浮物，依旧呈透明状。 [0061] 对比例1试液：溶液中有灰白色漂浮物，溶液整体呈灰白色。 [0062] 对比例2试液：溶液表面有少量灰白色漂浮物，溶液轻微泛白，整体依旧呈透明状。 [0063] 对比例3试液：溶液中有灰白色漂浮物，溶液整体呈灰白色。 [0064] 国内产品试液：溶液中有大量灰白色漂浮物。 [0065] 国外产品试液：溶液表面有少量灰白色漂浮物，溶液轻微泛白，整体依旧呈透明状。 [0066] 通过表1，可以验证本发明所述切削液满足切削液标准性能要求；通过表2，可以验证本发明所述切削液设计选用的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸与有机磷酸酯具备良好的协同作用，并且验证了本发明所述切削液具备良好的抗硬水性能；通过表3及腐蚀性试验后溶液状态，可以验证本发明所述的切削液在模拟使用一定时间后，依旧具备较好的性能。试验中，有国内外知名产品作为对照，可以验证本发明所述切削液能够满足市场需求，并具备一定的竞争力。 [0067] 综上所述，可以验证本发明所述实施例满足标准要求、满足市场要求。 [0068] 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。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈