CN103468389B

CN103468389B - 一种用于齿轮加工的微量润滑剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103468389B
Application number: CN201310413975.2A
Authority: CN
Inventors: 张乃庆; 吴启东; 王炬鹏
Original assignee: Shanghai Jinzhao Energy Saving Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Kerewo New Material Technology Co ltd
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: CN103468389A

Abstract

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：酰胺30～50%；聚乙二醇10～20%；钼酸盐1～3%；硼酸盐1～3%；磷酸盐1～3%；余量的去离子水。本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂应选用上述原料来制备，进而能具有很好的润滑性和极压抗磨性，很少量的微量润滑剂就能满足齿轮加工的润滑冷却要求。

Description

一种用于齿轮加工的微量润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑技术领域，具体涉及一种用于齿轮加工的微量润滑剂及其制备方法。

背景技术

传统的齿轮加工润滑和冷却用的是机械油进行冲淋式润滑，使用量巨大，造成机械油的浪费大，同时切屑和工件会带走大量的机械油，会对加工场所和环境造成巨大污染，还有加工过程中由于冒烟严重，会给操作者的身体健康带来严重危害并且造成空气严重污染。

使用微量润滑技术后可以解决切削油的大量使用问题和环境污染问题，但是，润滑和冷却问题总是很难解决，如中国专利公开号为CN102585983的发明，一种齿轮加工微量润滑油及其制备方法和应用中公开的微量润滑油采用的原料为：复合合成酯30～40%、光亮油20～30%、复合磷酸酯10～12%、氯化石蜡10～12%、硫化动物油8～10%、高碱值石油磺酸钙2～3%、蓖麻油酸2～3%和分散剂1～2%，经实验发现，使用该微量润滑油加工的滚齿、插齿等加工面光洁度好，用油量也大幅减少，可以在加工大型齿轮上使用。但是，使用该微量润滑油加工中小齿轮时，工件的散热差，加工完后工件还有50～70℃，操作工人无法用手直接拿放加工好的齿轮，致使工人不习惯使用，且造成一定的安全隐患。

再如中国专利公开号为CN102936530的发明，一种齿轮加工微量切削液中公开的齿轮加工微量切削液采用的原料为：水溶性聚醚40～70%、石油磺酸钠3～5%、氯化钠1～3%、硫代硫酸钠1～3％、三聚磷酸钠1～3%、苯甲酸钠0.2～0.5%、二甲基硅油0.05%～0.1%和余量的水，经试验发现，使用该微量切削液在加工工件时，用油量也是大幅减少，但加工一段时间后工件和刀具上粘屑严重，影响刀具使用寿命。

发明内容

鉴于以上缺陷，本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于齿轮加工微量润滑***所使用的用于齿轮加工的微量润滑剂，以配合微量润滑装置使用，代替原有的传统的冲淋式润滑所用的机械油。

为实现上述目的，本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，还具有这样的技术特征：酰胺为碳原子数为10～20的饱和或不饱和的脂肪族酰胺化合物。

另外，本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，还具有这样的技术特征：聚乙二醇的聚合度为1～14。

另外，本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，还具有这样的技术特征：钼酸盐为钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾中的一种或几种的混合物。

另外，本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，还具有这样的技术特征：硼酸盐为四硼酸钾、四硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸钠中的一种或几种的混合物。

另外，本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂，还具有这样的技术特征：磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或几种的混合物。

另外，本发明还提供了上述用于齿轮加工的微量润滑剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备而成：

步骤一、将酰胺和聚乙二醇混合、搅拌、加热至100～110℃，反应30～60分钟，得到反应产物；

步骤二、将钼酸盐、硼酸盐、磷酸盐依次加入去离子水中搅拌均匀，得到液体混合物；

步骤三、将步骤二得到的液体混合物加入步骤一的反应产物中，搅拌20～30分钟，直至完全透明后进行包装。

其中，步骤一所涉及的反应方程式为：

其中，R为碳原子数为9～19的烷基或烯烃基；

n为1～14的整数。

实验发现，考虑到反应的有效性，在本发明中优选如乙二醇，二乙二醇，PEG200等常温下性状为液体的聚乙二醇化合物。

就本发明所限定的反应温度、反应时间及原料的配比，能将本发明的反应产物控制在胺的一取代和二取代之间得到仲酰胺和叔酰胺的混合物。

此外，本发明还提供了上述用于齿轮加工的微量润滑剂的使用方法，其特征在于：用0～5倍的水溶液稀释后使用。值得注意的是，为了使溶液体系稳定，所加的水溶液优选自去离子水、软化水、加EDTA或其钠盐的水。

经试验发明，该微量润滑剂配合微量润滑装置使用，可节省切削液的使用量90%以上。

发明的作用与效果

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂主要配合微量润滑装置应用于滚齿、插齿、铣齿、铇齿、闪齿等齿轮加工工艺领域的润滑和冷却。

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂的配方中选用的酰胺，具有有很好的润滑性和防锈性，和聚乙二醇反应可生成易溶于水的聚醚酰胺，从而增加了产品的水溶性。

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂的配方中选用的钼酸盐具有优异的防腐性、防锈性和极压抗磨性。

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂的配方中选用的硼酸盐在金属加工过程中可在金属表面形成一层极压抗磨性、防锈性极好的保护层。

本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂的配方中选用的磷酸盐在金属加工过程中容易和铁反应生成磷酸铁盐保护层，具有良好的极压抗磨性和防锈性。

本发明采用去离子水冷却，其效果很好，同时可以使配方中的盐类成分充分溶解。

因而，本发明提供的用于齿轮加工的微量润滑剂应选用上述原料来制备，具有很好的润滑性和极压抗磨性，由于加工过程中形成的保护层，加工一段时间后工件和刀具上极少残留粘屑，进而能延长工件和刀具的使用寿命。

此外，很少量的微量切削液就能满足齿轮加工的润滑冷却要求，使用该微量润滑油加工中小齿轮时，工件加工完成后的温度较低，可直接手持。

具体实施方式

实施例1

步骤1：称取50kg油酰胺和10kg乙二醇混合搅拌加热至110℃，30分钟；

步骤2：称取的1kg钼酸铵、1kg过硼酸钾、1kg三聚磷酸钾依次加入37kg去离子水中搅拌均匀；

步骤3：将步骤2中搅拌均匀的液体加入步骤1的反应产物中混合搅拌30分钟，取样观察，完全透明后包装，得到1#微量润滑剂（本品无需稀释，即为1#工作液）。

实施例2：

步骤1：称取30kg月桂酰胺和20kg聚乙二醇PEG600混合搅拌加热至100℃，60分钟；

步骤2：称取的1.5kg钼酸钾、1.5kg钼酸铵、2kg四硼酸钾、1kg过硼酸钾、1kg磷酸二氢钾、1kg三聚磷酸钾、1kg磷酸氢二钾依次加入41kg去离子水中搅拌均匀；；

步骤3：将步骤2中搅拌均匀的液体加入步骤1中液体混合搅拌20分钟，取样观察，完全透明后进行包装，得到2#微量润滑剂；

使用时按微量润滑剂：水=1：5加水搅拌均匀，制备一种2#工作液以备使用。

实施例3：

步骤1：称取40kg油酰胺和15kg聚乙二醇（PEG200）混合搅拌加热至105℃，45分钟；

步骤2：称取的1.5kg钼酸钠、1.8kg四硼酸钠、1.2kg磷酸氢二钠依次加入40.5kg去离子水中搅拌均匀；

步骤3：将步骤2中搅拌均匀的液体加入步骤1中液体混合搅拌25分钟，取样观察，完全透明后进行包装，得到3#微量润滑剂；

使用时按微量润滑剂：软化水=1：3加水搅拌均匀，制备一种3#工作液以备使用。

实施例4：

步骤1：称取35kg十六酰胺和12kg二乙二醇混合搅拌加热至107℃，50分钟；

步骤2：称取的2kg钼酸钠、1.5kg过硼酸钠、1.5kg六偏磷酸钠依次加入48kg去离子水中搅拌均匀；

步骤3：将步骤2中搅拌均匀的液体加入步骤1中液体混合搅拌22分钟，取样观察，完全透明后进行包装，得到4#微量润滑剂；

使用时按微量润滑剂：软化水=1：2加水搅拌均匀，制备一种4#工作液以备使用。

实施例5：

步骤1：称取45kg硬脂酸酰胺和17kg聚乙二醇PEG400混合搅拌加热至103℃，35分钟；

步骤2：称取的1.8kg钼酸铵、1.6kg四硼酸钾、1.7kg六偏磷酸钾依次加入32.9kg去离子水中搅拌均匀；

步骤3：将步骤2中搅拌均匀的液体加入步骤1中液体混合搅拌28分钟，取样观察，完全透明后进行包装，得到5#微量润滑剂；

使用时按微量润滑剂：软化水=1：4加水搅拌均匀，制备一种5#工作液以备使用。

实施例的作用和效果：

性能试验1：

上述实施例制备的微量润滑剂的1#～5#工作液的理化指标经实验如下：

项目	1#	2#	3#	4#	5#	试验方法
							Timken OK值kg	≥40	35	35	37.5	32.5	GB/T11144
湿热试验.天0级	7	1	2	2	1	GB/T2361
							盐雾试验.天0级	5	1	2	2	1	SH/T0081

性能试验2：

将上述实施例制备的齿轮加工用的微量润滑剂工作液应用于加工模数为2.5mm的小型齿轮的滚齿加工，24小时工作，原来使用32#液压油进行滚齿加工，滚齿机型号：Y3150。改造使用的微量润滑装置为KS-2109。

上述实施例制备的微量润滑剂的1#～5#工作液的测试结果如下：

项目	改造前	1#	2#	3#	4#	5#
							润滑剂消耗量.kg/天	4	0.25	1	0.6	0.5	0.75
滚刀使用寿命.天	7	7	6	10	9	8
							加工车间环境	满地油污	无油污	无油污	无油污	无油污	无油污

Claims

1.一种用于齿轮加工的微量润滑剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：

所述酰胺为碳原子数为10～20的饱和或不饱和的脂肪族酰胺化合物；

所述硼酸盐为四硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸钠中的一种；

所述磷酸盐为六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钾中的一种。

2.如权利要求1所述的一种用于齿轮加工的微量润滑剂，其特征在于：

所述聚乙二醇的聚合度为1～14。

3.如权利要求1所述的一种用于齿轮加工的微量润滑剂，其特征在于：

所述钼酸盐为钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1至3任一所述的一种用于齿轮加工的微量润滑剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备而成：

5.如权利要求4所述的一种用于齿轮加工的微量润滑剂的制备方法，其特征在于：所述聚乙二醇优选常温下为液态的聚乙二醇。

6.如权利要求1至3任一所述的一种用于齿轮加工的微量润滑剂的使用方法，其特征在于：用0～5倍的水溶液稀释后使用。

7.如权利要求6所述的一种用于齿轮加工的微量润滑剂的使用方法，其特征在于：所述水溶液可选自去离子水、软化水、加EDTA或其钠盐的水。