CN104877749B

CN104877749B - 蠕墨铸铁加工用水基切削液及其稀释液

Info

Publication number: CN104877749B
Application number: CN201410070132.1A
Authority: CN
Inventors: 李大超
Original assignee: SHANGHAI PETROFER SPECIAL LUBRICANT CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI PETROFER SPECIAL LUBRICANT CO Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: CN104877749A

Abstract

本发明公开了一种蠕墨铸铁加工用水基切削液及其稀释液。该水基切削液包括防锈添加剂3‑10%；脂肪酸酰胺4‑10%；有机胺2‑3%；长链脂肪酸3‑10%；脂肪醇聚氧乙烯醚2‑5%；石油磺酸钠5‑8%；耦合剂1‑5%；极压添加剂10‑15%；合成酯15‑20%；杀菌剂1‑2%；消泡剂0.5‑1.0%；和水32‑45%；所述的防锈添加剂为硼酸类防锈添加剂和二元羧酸；所述的耦合剂为脂肪醇和/或脂肪醚。该蠕墨铸铁加工用水基切削液润滑性能、冷却性能、防锈性能好；不含氯、二胺、亚硝酸盐及其它的硝基化合物，对环境无污染；无刺激性气味，切削粉末易于沉降，能有效延长刀具使用寿命。

Description

蠕墨铸铁加工用水基切削液及其稀释液

技术领域

本发明涉及一种蠕墨铸铁加工用水基切削液及其稀释液。

背景技术

我国从20世纪60年代开始研究蠕墨铸铁，目前已研究成功并有效地投入使用。与灰口铁或铝相比，蠕墨铸铁的抗拉强度高了75%，弹性模量高出40%，疲劳强度高出100%。此外蠕墨铸铁的抗生长性和抗氧化性均较其它铸铁都高，因此被广泛应用于汽车发动机的生产。

但是由于蠕墨铸铁的耐磨性比普通的铸铁高，因此造成了蠕墨铸铁难以加工的特性。加工蠕墨铸铁所需要的加工功率比加工灰口铁要高约15%～25%。甚至由于蠕墨铸铁的热传导和合金元素等因素，使得加工蠕墨铸铁的时间要比普通的灰口铁多出两倍；加工刀具的寿命也只有灰口铁和球墨铸铁的60%左右。

各大汽车发动机制造厂商一般都使用延长加工时间、更换特殊刀具的方法来解决蠕墨铸铁加工难的问题。这不仅使工作效率低，也使生产成本增加。目前市场上还没有蠕墨铸铁专用的水基切削液，都是采用普通的水基切削液进行蠕墨铸铁的加工，不能起缩短加工时间，延长刀具寿命的作用。作为切削液的生产商，开发蠕墨铸铁用水基切削液是非常有市场前景的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的水基切削液不适用于蠕墨铸铁而无法降低蠕墨铸铁加工难度的缺陷，提供了一种蠕墨铸铁加工用水基切削液及其稀释液。本发明的水基切削液特别针对蠕墨铸铁耐磨性高、拉伸强度高和导热系数低等特性，大大降低了对蠕墨铸铁的加工难度，能够有效减少加工时间，显著提高刀具寿命。

本发明通过对切削液各种原料及其用量进行了深入而广泛的研究，最终通过上述各因素的整体协同作用，得到了本发明的水基切削液。

本发明提供了一种蠕墨铸铁加工用水基切削液；其原料包括下述以重量百分比计的组分：防锈添加剂3-10%；脂肪酸酰胺4-10%；有机胺2-3%；长链脂肪酸3-10%；非离子表面活性剂2-5%；阴离子表面活性剂5-8%；耦合剂1-5%；极压添加剂10-15%；合成酯15-20%；杀菌剂1-2%；消泡剂0.5-1.0%；和水32-45%；所述原料的重量百分比之和为100%；所述的防锈添加剂为硼酸类防锈添加剂和二元羧酸；所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；所述的耦合剂为脂肪醇和/或脂肪醚。

本发明中，所述的硼酸类防锈添加剂可选用本领域中作为防锈添加剂使用的硼酸类防锈添加剂，较佳地为硼酸酰胺、硼酸和硼酸酯中的一种或多种。所述的硼酸酯较佳地为三乙醇胺硼酸酯。所述的二元羧酸可选用本领域中作为防锈添加剂使用的二元羧酸，较佳地为癸二酸和/或月桂二酸。所述的硼酸类防锈添加剂与所述的二元羧酸的重量比较佳地为2:1-1:1。

本发明中，所述的脂肪酸酰胺为本领域常规使用的脂肪酸酰胺，所述的脂肪酸酰胺较佳地为油酸酰胺和/或妥儿油酸酰胺。

本发明中，所述的有机胺较佳地为有机醇胺，更佳地为一乙醇胺和/或异丙醇胺。所述的有机胺的用量较佳地为2-3wt%。

本发明中，所述的长链脂肪酸为本领域常规使用的长链脂肪酸。本发明所述的长链脂肪酸根据本领域常规定义是指碳原子数为12以上的脂肪酸。本发明所述的长链脂肪酸较佳地为油酸、蓖麻油酸、妥儿油酸和二聚酸中的一种或多种。本发明中所述的二聚酸是指十八碳二烯聚合的产物。

本发明中，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的结构通式较佳地为其中R为C9～C13的饱和碳链，n=5～9。

本发明中，所述的耦合剂中，所述的脂肪醇的结构通式较佳地为R¹OH，其中R¹为C11～C18的饱和碳链。所述的脂肪醇较佳地为异构碳醇，所述的异构碳醇较佳地为异构十二碳醇。本发明中，所述的异构碳醇是指支链型脂肪醇。所述的脂肪醚较佳地为二乙二醇单丁醚和/或乙二醇单丁醚。

本发明中，所述的极压添加剂为本领域常规的极压添加剂，所述的极压添加剂较佳地为含硫化合物，更佳地为硫化矿物油和/或硫化油脂，例如德国莱茵集团极压添加剂RC2540。

本发明中，所述的合成酯为本领域常规的合成酯，较佳地为三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯和油酸异辛酯中的一种或多种，更佳地为三羟甲基丙烷酯。

本发明中，所述的杀菌剂为本领域常规的杀菌剂，较佳地为1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪和/或1,2-苯并异噻唑-3-酮。

本发明中，所述的消泡剂为本领域常规的消泡剂，较佳地为聚醚改性有机硅消泡剂或乳化硅油类消泡剂，更佳地为聚醚改性有机硅消泡剂。所述的聚醚改性有机硅消泡剂可采用本领域各种常规的聚醚改性有机硅消泡剂，例如BD3037。所述的乳化硅油类消泡剂可采用本领域各种常规的乳化硅油类消泡剂，例如乳化硅油MS575。

本发明的蠕墨铸铁加工用水基切削液的制备方法为采用本领域常规方法，将各组分加热溶解后搅拌均匀，即可。

本发明还提供了所述的水基切削液的稀释液，该稀释液的稀释倍数为10-30倍。所述的稀释倍数指稀释前溶液浓度除以稀释后的溶液浓度所得的商。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明制得的蠕墨铸铁加工用水基切削液的润滑性能优异；冷却性能好。

2、本发明制得的水基切削液不含氯、二胺、亚硝酸盐及其它的硝基化合物，对环境无污染；无刺激性气味，工作液对皮肤无毒害、无刺激，环保安全；

3、本发明制得的水基切削液各项指标达到或超过GB/T6144-2010的有关指标，操作现场无火灾隐患，安全系数高；用于加工蠕墨铸铁的零件和汽车发动机部件时能有效减少加工时间，显著延长刀具寿命。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

原料：

将各原料加热溶解后搅拌均匀，即得蠕墨铸铁用水基切削液。

实施例2

原料：

实施例3

原料：

对比例1

原料：

将各原料加热溶解后搅拌均匀，即得水基切削液。

对比例2

原料：

将各原料加热溶解后搅拌均匀，即得水基切削液。

效果实施例1

表1为本发明的实施例和对比例的外观、存储安定性和可以处理的水的硬度范围的比较。

表1

表2为本发明的实施例的水基切削液稀释后，得到5%（质量百分比）的稀释液的pH值、防腐性、防锈性、润滑性，安定性的数据。

表2

本发明的实施例制备的水基切削液原液具有较大温度范围内稳定性良好，可长期保存的性能；而且，在上述原液稀释20倍后，检测数据显示，其乳化液的pH值稳定保持在9.3～9.5之间，防腐性、防锈性能、润滑性和安定性等均极佳。

效果实施例2

将实施例1-2进行蠕墨铸铁的加工，与现有的切削液进行比较，结果如表3所示。

表3

由表3可见，本发明的切削液能够大大降低对蠕墨铸铁的加工时间，由此表明本发明的切削液特别适合用于蠕墨铸铁的加工。

Claims

1.一种蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：其原料包括下述以重量百分比计的组分：防锈添加剂3-10%；脂肪酸酰胺4-10%；有机胺2-3%；长链脂肪酸3-10%；非离子表面活性剂2-5%；阴离子表面活性剂5-8%；耦合剂1-5%；极压添加剂10-15%；合成酯15-20%；杀菌剂1-2%；消泡剂0.5-1.0%；和水32-45%；所述原料的重量百分比之和为100%；所述的防锈添加剂为硼酸类防锈添加剂和二元羧酸；所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；所述的耦合剂为脂肪醇和/或脂肪醚；所述的极压添加剂为含硫化合物；所述的合成酯为三羟甲基丙烷酯；所述的硼酸类防锈添加剂与所述的二元羧酸的重量比为1:1；

所述的有机胺为有机醇胺；

所述的脂肪酸酰胺为油酸酰胺和/或妥儿油酸酰胺。

2.如权利要求1所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的硼酸类防锈添加剂为硼酸酰胺、硼酸和硼酸酯中的一种或多种；所述的二元羧酸为癸二酸和/或月桂二酸。

3.如权利要求2所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯。

4.如权利要求1所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的有机醇胺为一乙醇胺和/或异丙醇胺；和/或，所述的有机醇胺的用量为2-3wt%。

5.如权利要求1所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的长链脂肪酸为油酸、蓖麻油酸、妥儿油酸和二聚酸中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的结构通式为，其中R为C9~C13的饱和碳链，n=5~9。

7.如权利要求1所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：在所述的耦合剂中，所述的脂肪醇的结构通式为R¹OH，其中R¹为C11~C18的饱和碳链；所述的脂肪醚为二乙二醇单丁醚和/或乙二醇单丁醚。

8.如权利要求7所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的脂肪醇为异构碳醇。

9.如权利要求8所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的异构碳醇为异构十二碳醇。

10.如权利要求1所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液，其特征在于：所述的极压添加剂为硫化矿物油和/或硫化油脂；

和/或，所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪和/或1,2-苯并异噻唑-3-酮；

和/或，所述的消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂或乳化硅油类消泡剂。

11.如权利要求1~10任一项所述的蠕墨铸铁加工用水基切削液的稀释液，其特征在于：所述的稀释液的稀释倍数为10-30倍。