水基磨削乳化液切削液配方

1、水基磨削乳化液切削液配方水基磨削乳化液簡(jiǎn)稱切削液。切削液配方1、透明水溶性切削液配方1(%)透明水溶性切削液乙二醇65.8 ;四硼酸鈉3.0 ;偏硅酸鈉1.0 ;磷酸鈉0.2 ;水余量本液用于結(jié)構(gòu)鋼的車削、研磨和鉆孔，使用時(shí)用水稀釋3倍。共三種配方。2、乳化切削油配方1(%)石油磺酸鈉13;聚氧乙烯烷基酚醚(OP-10)6.5 ;氯化石蠟1030； 環(huán)烷酸鉛5;三乙醇胺油酸皂2.5 ;高速機(jī)械油(5號(hào))余量。本油用于金屬加工的擠壓、車、鉆等到工序，使用濃度為本乳化油的 5%30%.配方2(%)妥爾油酸鈉鹽4.55.5 ;石油酸鈉鹽4.55.5 ; C1-4合成脂肪酸 2.54 ;聚乙二醇1.5

2、 ;工業(yè)機(jī)械油余量。共五種配方。3、防銹極壓乳化油配方1(%)氯化石蠟10;硫化油酸9;石油磺酸鋇20;油酸2;三乙醇胺5;機(jī)械油(10號(hào))余量。本油主要用于重載切削加工，可代替植物油及硫化切削油。以20%勺濃度使用。防銹性能良好。共兩種配方。4、其他切削液配方1（份）硫化切削油硫化棉子油500;棉子油1350;硫磺70;機(jī)械油（10號(hào)）2200.。配方2共有四種配方。切削液的配方研究：水基切削液具有優(yōu)良的冷卻和清洗性能，但潤(rùn)滑和防銹性能差，因而應(yīng)用 范圍受到限制。以松香、順酐和多元胺等原料合成了非離子表面活性劑H,同是以油酸和三乙醇胺為原料合成油酸三乙醇胺酯，經(jīng)實(shí)用證明：以非離子表面 活性劑

3、H和油酸三乙醇胺酯等復(fù)合配制而成的水基切削液，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、 防銹性、冷卻性和清洗性。是水基切削液的重大突破。現(xiàn)代機(jī)械加工向高速、強(qiáng)力、精密方向發(fā)展，超硬、超強(qiáng)度等難加工材料 的發(fā)展也使切削加工的難度日益增加。這兩方面的原因?qū)е虑邢骷庸み^(guò)程中的 摩擦力、摩擦熱大幅度提高，這就要求金屬加工液具有更好的潤(rùn)滑、冷卻、清 洗、防銹性能，以便獲得理想的加工表面。礦物潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑、防銹性能優(yōu)越， 但冷卻、清洗性能差；乳化液和水基切削液的冷卻、清洗性能優(yōu)良，但潤(rùn)滑、 防銹性能差。水基切削液除具有乳化液的所有性能外，其潤(rùn)滑、冷卻、防銹性 能亦達(dá)到或超過(guò)乳化液的標(biāo)準(zhǔn)要求。因而水基切削液已成為國(guó)內(nèi)外機(jī)械加工中

4、 提高加工性能的發(fā)展方向I。在水基切削液中添加油性添加劑和極壓添加劑， 是改善水基切削液潤(rùn)滑和防銹性能的有效途徑。以松香、順酐和多元胺等原料 合成的非離子表面活性劑H具有優(yōu)異的潤(rùn)滑和防銹性能，油酸三已醇胺酯是優(yōu) 良的油性添加劑，以非離子表面活性劑 H和油酸三乙醇胺酯等復(fù)合配制而成的 水基切削液，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、防銹性、冷卻性和清洗性。是水基切削液的 重大突破。1、非離子表面活性劑H的合成在催化劑存在下，反應(yīng)溫度為 160200C時(shí)，松香3與順酐進(jìn)行共聚反應(yīng)， 共聚物進(jìn)一步與多元胺發(fā)生中和反應(yīng)，生成了非離子表面活性劑H。產(chǎn)物為紅棕色粘稠液體。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了順酐，松香及其聚合物的紅外光譜2，證明了反

5、應(yīng)的發(fā)生。2油酸三乙醇胺酯的合成油酸是重要脂肪酸之一，其潤(rùn)滑性能很好，但它是非水溶性的。要把它添 加在水基切削液中，必須在其分子鏈中引入親水基團(tuán)。三乙醇胺分子中含有三 個(gè)一 0H基團(tuán)，它可與酸發(fā)生酯化反應(yīng)4。在130160b C條件下，油酸與三已醇胺的初始反應(yīng)摩爾比不超過(guò)1: 3時(shí),油酸的COOI基團(tuán)與三乙醇胺的一 0H基團(tuán)發(fā)生酯化反應(yīng)，生成了油酸三乙醇胺 酯，油酸三乙醇胺酯是一種優(yōu)良的水溶性油性劑。經(jīng)四球機(jī)檢測(cè)：5%的油酸三乙醇胺水溶液的最大無(wú)卡咬負(fù)荷 PB值可達(dá)700N用MP一 200摩擦磨損試驗(yàn) 機(jī)測(cè)定其摩系數(shù)為0.070。3新型水基切削液的配方及工藝流程(1) 新型水基切削液的配方作者

6、研制的新型水基合成切削液，主要成份有：非離子表面活性劑 H、油 酸三乙醇胺、極壓抗磨劑、防腐劑及消泡劑等。其中非離子表面活性劑 H、油 酸三乙醇胺由自己合成，其他組分均為市售。各組分配比通過(guò)實(shí)驗(yàn)選定如表1所示。(2) 工藝流程新型水基合成切削液的工藝流程如下:非離子表面活性劑H的制備一油酸三乙醇胺的合成一各組分混合一攪拌一 一 +加入消泡劑一裝桶。4新型水基切削液的質(zhì)量指標(biāo)按照國(guó)標(biāo)（GB6144-85）進(jìn)行檢測(cè)，新型水基切削液的質(zhì)量指標(biāo)如表2所示。4、應(yīng)用結(jié)果及理論分析（1）應(yīng)用結(jié)果新型水基切削液研制完成之后，先后在渝州齒輪廠、大江車輛制造廠進(jìn)行 試用，都獲得了比較理想的效果。綜合起來(lái)，產(chǎn)品有

7、如下特點(diǎn)：1）冷卻性能突出。能大大帶走切削熱和充分冷卻刃具的切削刃，使其保持 硬度、強(qiáng)度和銳利的切削能力，從而提高了工作效率。2）潤(rùn)滑性能優(yōu)越。在切削區(qū)能形成潤(rùn)滑油膜，切削液最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB值達(dá)到686N以上。因而能大大降低切削力和降低刀具及砂輪的消耗。同乳化油相比，表面加工精度顯著提高。3）該潤(rùn)滑切削液在使用中可以滲入工件切削表面的極細(xì)微裂縫中，使表面 金屬晶格脆化，使切削加工容易進(jìn)行。4）具有很好的流動(dòng)性和良好的清洗性。同乳化油相比，可提高工件光潔度 12 級(jí)。5）具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。在存儲(chǔ)和使用時(shí)，不分層及析出沉淀物，不易腐敗， 不產(chǎn)生防礙工人健康的氣體。同時(shí)該產(chǎn)品不含對(duì)人體有害的亞硝酸

8、鈉和礦物油， 工作環(huán)境干凈無(wú)味，加工時(shí)能清晰觀察工件表面。6）具有優(yōu)良的化學(xué)、熱安定性和防銹性。在咼溫、咼壓與空氣接觸中不分 解、不變質(zhì)、不腐蝕金屬表面。加工件常溫下兩周內(nèi)不生銹。7）新型水基切削液的總體性能與礦物油相當(dāng)，但成本不到礦物油的一半。8）新型水基切削液的工作廢液少，易于處理，大大地減少了環(huán)境污染。（2）理論分析1）潤(rùn)滑性能分析在金屬切削加工中，大多數(shù)摩擦屬于邊界潤(rùn)滑摩擦。在邊界潤(rùn)滑中，由于 不存在完全的油膜，其承載能力已與油的粘度無(wú)關(guān)，而取決于潤(rùn)滑液的油性， 即潤(rùn)滑成分是否包含著對(duì)金屬存在強(qiáng)烈吸附的原子團(tuán)，能在切削界面形成物理吸附膜。非離子表面活性劑H中的極性基團(tuán)對(duì)金屬有較大的親合

9、能力，很容易吸附 在金屬表面上，形成吸附潤(rùn)滑膜。因其疏水基團(tuán)較大，并有芳環(huán)結(jié)構(gòu)，具有油 性劑的作用。同時(shí)非離子表面活性劑 H含有N非活性極壓元素，它兼有油性劑 和極壓劑的雙重功效。再與加入的極壓抗磨劑協(xié)同作用，形成高強(qiáng)度物理和化 學(xué)吸附膜，使之在高壓、高溫和激烈摩擦作用下不致于破壞。能防止或減小工 件、切屑、刀具三者之間的直接接觸，達(dá)到減小摩擦及粘結(jié)的目的，起到極好 的潤(rùn)滑作用。油酸三乙醇胺是一種陽(yáng)離子表面活性劑，作為油性劑添加在切削液中，易 在刃具與切削工件之間形成物理吸附膜，從而起到潤(rùn)滑作用。另外，油酸三乙 醇胺與極壓抗磨劑也有良好的協(xié)同抗磨作用，亦可使?jié)櫥阅茱@著提高。2）清洗性能分析切

10、削液清洗性能的好壞，與切削液的滲透性和流動(dòng)性緊密相關(guān)，表面張力 低、滲透性和流動(dòng)性好的切削液，清洗性能就好。新型水基切削液中由于有含量不低的非離子表面活性劑H和陽(yáng)離子表面活性劑油酸三乙醇胺的存在，二者協(xié)調(diào)作用，極大地降低了切削液的表面張力， 明顯地增強(qiáng)了切削液的滲透性和流動(dòng)性。因而具有很好的清洗性能。3）冷卻性能分析切削液的冷卻作用，取決于它的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱及汽化速度等。 水的導(dǎo)熱系數(shù)為油的35倍，比熱為油的22.5倍，故水的冷卻性能比油優(yōu)越 很多。新型水基切削液中含有 90%以上的水分，所以冷卻性能突出。4）防銹性能分析非離子表面活性劑H本身具有防銹和防腐作用，與加入的防腐劑產(chǎn)生復(fù)合

11、 增效作用，在金屬表面形成吸附保護(hù)膜層，鈍化膜層，從而阻滯了陰、陽(yáng)極腐 蝕過(guò)程，由于有致密的履蓋膜，能有效地抗拒介質(zhì)中的水分子、氧及其他腐蝕 性物質(zhì)的浸入，具有優(yōu)良的防腐、防銹性能。5、結(jié)論（1）以松香、順酐和多元胺等原料合成的非離子表面活性劑H,具有優(yōu)異的潤(rùn)滑、防銹和清洗性能。油酸三乙醇胺酯是一種優(yōu)良的水溶性油性劑。（3）以非離子表面活性劑H和油酸三乙醇胺酯等復(fù)合配制而成的水基切削液， 具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、防銹性、冷卻性和清洗性。是水基切削液的重大突破。2）水基切削液的分類（1）防銹乳化液（L-MAA）:由礦油、乳化劑、防銹劑等 組成，礦物油的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)下同）約為50-80%,在水中形成水

12、包油型乳化液。 與油基切削液相比，乳化液的優(yōu)點(diǎn)在于冷卻效果好，一般稀釋為5-10%的水溶液使用，成本較低，使用安全。乳化液最大的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，易受細(xì)菌、霉 菌的侵蝕而發(fā)臭變質(zhì)，使用周期短。乳化油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH 0365-92。（2）防銹潤(rùn)滑劑乳化液（L-MAB）:這類乳化液含有動(dòng)植物脂肪或長(zhǎng)鏈脂肪酸（如油酸），具有 較好的潤(rùn)滑性。缺點(diǎn)是這些動(dòng)植物脂肪或長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸易受微生物及霉菌 的侵蝕而分解，使用周期很短。為了延長(zhǎng)其使用周期，可在乳化液中加少量的 碳酸鈉、硼砂或苯甲酸鈉（約為水稀釋后乳化液的0.1-0.3%），可提高乳化液的 PH值和增強(qiáng)抗霉菌的能力，延長(zhǎng)使用周期。（3）極壓乳化液（L-

13、MAC和L-MAD）: 這類乳化液含有油溶性的硫、磷、氯型極壓添加劑，具有強(qiáng)的極壓潤(rùn)滑性，可 用于攻絲、拉削、帶鋸等重切削加工，也用于不銹鋼、耐熱合金鋼等難切削材 料的加工。（4）微乳液（L-MAE）:這類乳化液含油量較少（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約10-30%），其中含表面活性劑量大，可在水中形成半透明狀的微乳液，乳化顆粒在0.1卩m以下（一般乳化液的顆粒1卩m）。微乳液的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性較乳化液大大提高，使 用周期也比乳化液長(zhǎng)。（5）極壓微乳液（L-MAF）:含有硫、磷、氯型極壓添加劑， 具有良好的極壓潤(rùn)滑性，可用于重負(fù)荷切削及難切削材料的加工。含有硫、磷、 氯型極壓添加劑的乳化液和微乳液，要特別注意提高其防

14、銹性能。氯離子的存 在很容易對(duì)黑色金屬產(chǎn)生腐蝕，因此要選擇在水中不易分解的含氯極壓添加劑。含硫極壓劑的乳化液不適合用于加工銅及銅合金。化學(xué)合成切削液（L-MAG）:化學(xué)合成切削液包括二種：一種是只含水溶性防銹劑的真溶液，如由亞硝酸鈉、 碳酸鈉、三乙醇胺等組成的水溶液。這類溶液具有一定的冷卻、清洗、防銹性， 不易變質(zhì)，使用周期較長(zhǎng)，但其潤(rùn)滑性和潤(rùn)濕性較差，表面張力較大（與水接近），并且在水分蒸發(fā)后在金屬表面會(huì)留下硬的結(jié)晶殘留物，所以這類切削液只 適合于一般的磨削加工。另一種合成液是由表面活性劑、水溶性防銹劑和水溶 性潤(rùn)滑劑組成，是一種顆粒極小的膠體溶液。這種切削液表面張力低，潤(rùn)濕性 好，滲透能力

15、強(qiáng)，冷卻和清洗性能好，也有一定的潤(rùn)滑作用。合成切削液由于 是單相體系，其穩(wěn)定性較乳化液好，使用周期較長(zhǎng)，但由于不含油，且清洗能 力強(qiáng)，很容易把機(jī)床導(dǎo)軌面上的潤(rùn)滑油清洗掉，造成刀架移動(dòng)困難，并在這些 可移動(dòng)部件的接觸面容易產(chǎn)生銹蝕，所以在使用合成切削液時(shí)要注意加強(qiáng)設(shè)備 的防銹管理。合成切削液國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn) GB/T6144-85。（7）極壓化學(xué)合成切削液 （L-MAH）:這種切削液是包含有水溶性極壓添加劑的化學(xué)合成切削液，如硫化脂 肪酸皂、氯化脂肪聚醚等，可以使切削液的極壓潤(rùn)滑性大幅度提高。含硫的水 溶性極壓添加劑對(duì)銅腐蝕嚴(yán)重，不適宜在銅零件的設(shè)備使用，而且一般硫氯型 水溶性極壓添加劑在水中的穩(wěn)定

16、性差，易分解出腐蝕性強(qiáng)的硫酸根、氯離子等， 對(duì)機(jī)床和工件會(huì)引起腐蝕，必須在切削液中加入防銹能力強(qiáng)的水基金屬防銹劑 和金屬鈍化劑。近年來(lái)，已開發(fā)出非硫磷氯型的水基極壓潤(rùn)滑劑，這類潤(rùn)滑劑 除有較好的極壓潤(rùn)滑性外，還具備一定的防銹能力，對(duì)有色金屬不產(chǎn)生腐蝕。可擴(kuò)大水基合成切削液的使用范圍。切削液的分類及適用范圍ID類別性能使用范圍備注1水基切削液/合成切削液（水溶液）普通型冷卻性能、清洗性能好、 有一定的防銹功能、潤(rùn)滑性能差粗磨、粗加工常用配方見常用的切削液的配 方序號(hào)142水基切削液/合成切削液（水溶液）防銹型冷卻性能、清洗性能 好、有一定的防銹功能、兼有一定的潤(rùn)滑性能，透明性好對(duì)防銹性要求高的精

17、加 工常用配方見常用的切削液的配方序號(hào) 6113水基切削液/合成切削液（水 溶液）極壓型有一定極壓潤(rùn)滑性重切削和強(qiáng)力磨削常用配方見常用的切削液 的配方序號(hào)124水基切削液/合成切削液（水溶液）多效型具有良好的冷卻、 清洗、防銹、潤(rùn)滑、性能，能防止對(duì)銅、鋁等金屬的腐蝕作用適用于多種金屬的 切削及磨削加工，也適用于極壓切削或精密切削加工-5水基切削液/乳化液/ 防銹乳化液防銹性能好，冷卻性能，潤(rùn)滑性能一般，清洗性能稍差適用于防銹性要 求較高的工序幾一般的車、銑、鉆等加工常用配方見常用的切削液的配方 序號(hào)1318,常用濃度25%6水基切削液/乳化液/普通乳化液清洗性能、冷 卻性能好,兼有防銹性能和潤(rùn)滑性能應(yīng)用廣泛，適用于磨削加工及一般切削加工 常用配方見常用的切削液的配方序號(hào) 19、20、21,磨削用濃度23%7水基 切削液/乳化液/極壓乳化液極壓潤(rùn)滑性能好，其他性能一般適用于要求良好的 極壓潤(rùn)滑性能的工序，如拉削、攻絲、鉸孔及難加工材料的加工常用配方見常 用的切削液的配方序號(hào)22、23、24,常用濃度1525%8由基切削液（切削 油”礦物油潤(rùn)滑性能好，冷卻性能差，化學(xué)穩(wěn)定性好，透明性好適用于流體潤(rùn)滑， 可用于冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)合一的機(jī)床，如齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床有時(shí)