CN107022402A - 一种耐腐蚀切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐腐蚀切削液及其制备方法，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.02-0.08wt%、苯甲酸钠0.05-0.1wt%、三乙醇胺1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2wt%、油酸三乙醇胺1-2wt%、硫脲0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.1-2wt%、二元羧酸0.4-0.8wt%、余量为水。本发明的耐腐蚀切削液的耐腐蚀性能好。

Description

一种耐腐蚀切削液及其制备方法

技术领域

本发明属于金属加工领域，更具体地，本发明涉及一种耐腐蚀切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削过程中，刀具切入被加工材料，产生切割作用，被加工材料受到刀具前刀面的推挤和摩擦，沿着某一斜面滑移，产生塑性变形，形成切削。在切削过程中，要使切削温度和切削力得到最大限度的降低，提高刀具寿命和工件尺寸精度及表面质量，切削液是一个重要的途径。

金属加工切削液是专门适用于金属切削加工的半合成金属切削液，与传统的皂化液相比，不易燃烧，无刺激，不燃烧，不发臭对环境无污染，具有良好的润滑、抗磨、抗极压、防锈、防腐、清洗和冷却新能；能显著提高工件加工光洁度，增大切削量，延长防锈周期，增加使用寿命；能有效提高生产效率和降低能耗及切削液定额成本，它免去了采用防锈油对后续工序的不利影响，它的成分中不含亚硝酸钠等致癌物，对人基本无任何毒害作用，在同类产品中抗氧化能力和润滑性能有着极大优势。广泛应用于五金产品切削、车、磨削等加工，克服了普通切削液润滑不足的缺点。铝合金切削液具有优异的冷却、润滑、抗氧化性能，使用寿命长，不容易变质发臭，加工后的工件亮度非常显著。

公开号为CN104194907A公开了一种金属加工用水基型切削液，由润滑剂、金属防锈剂、极压抗磨剂、非离子表面活性剂、分散剂及消泡剂和水组成，所述润滑剂是由油酸与三乙醇胺反应而得的油酸三乙醇胺；防锈剂是由硼酸与聚乙二醇反应生成的聚乙二醇硼酸酯再与油酸三乙醇胺、苯并三氮唑混合而得的协同防锈剂，极压抗磨剂采用的是聚乙二醇硼酸酯；非离子表面会星际采用的是十二烷基酚聚氧乙烯醚与聚乙二醇的混合物；分散剂采用的是三乙醇胺；消泡剂采用的是甘油聚氧丙烯醚，上述组分及其配比为（W/W)：油酸8-12%，三乙醇胺1.8-2.5%，硼酸0.3-0.6%，苯并三氮唑0.2-0.5%，碳酸钠5-8%，聚乙二醇10-12%，十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)0.2-0.5%，甜菜碱0.7 - 1%，甘油聚氧丙烯醚0.5-0.8%，余量水。上述防锈剂是由聚乙二醇硼酸酯、油酸三乙醇胺、苯并三氮唑混合而得的协同防锈剂，聚乙二醇硼酸酯、油酸三乙醇胺是由油酸和三乙醇胺，硼酸和聚乙二醇混合合成的，有机物合成条件不好控制，很容易生成其他的物质，耐腐蚀效果不好。

发明内容

本发明旨在针对上述切削液存在的缺陷，提供一种耐腐蚀性能好的切削液及其制备方法。

本发明提供耐腐蚀切削液，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.02-0.08wt%、苯甲酸钠0.05-0.1wt%、三乙醇胺1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2wt%、油酸三乙醇胺1-2wt%、硫脲0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.1-2wt%、二元羧酸0.4-0.8wt%、余量为水。

本发明还提供了耐腐蚀切削液的制备方法，该方法包括将消泡剂、苯甲酸钠、三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸三乙醇胺、硫脲、二乙醇胺硼酸脂、二元羧酸和水混合记得到所述的切削液；其中，按照重量百分比计算，所述消泡剂为0.02-0.08wt%、苯甲酸钠为0.05-0.1wt%、三乙醇胺为1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚为1-2wt%、油酸三乙醇胺为1-2wt%、硫脲为0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂为 1.1-2wt%、二元羧酸为0.4-0.8wt%、余量为水。

本发明提供的耐腐蚀切削液，采用的二乙醇胺硼酸脂、油酸三乙醇胺和二元羧酸组成的复合防锈剂，并且控制该切削液中各物质的含量范围，使该切削液具有很好的耐腐蚀性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是B1组铝合金的SEM图；

图2是B2组铝合金的SEM图；

图3是B3组铝合金的SEM图；

图4是B4组铝合金的SEM图；

图5是B5组铝合金的SEM图；

图6是CB1组铝合金的SEM图；

图7是CB2组铝合金的SEM图；

图8是CB3组铝合金的SEM图；

图9是CB4组铝合金的SEM图；

图10是CB5组铝合金的SEM图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种耐腐蚀切削液，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.02-0.08wt%、苯甲酸钠0.05-0.1wt%、三乙醇胺1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2wt%、油酸三乙醇胺1-2wt%、硫脲0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.1-2wt%、二元羧酸0.4-0.8wt%、余量为水。

本发明采用的是二乙醇胺硼酸脂、油酸三乙醇胺和二元羧酸组成的复合防锈剂。该复合防锈剂二乙醇胺硼酸脂、油酸三乙醇胺和二元羧酸协同作用，在金属表面形成一层保护膜，该保护膜可以保护金属在切削液中不被腐蚀。二乙醇胺硼酸酯分子中含有硼酯基，具有杀菌的作用，降低切削液中菌类的繁殖能力，具有抗菌性能；分子中还含有硼酯酰胺基和水溶性的二元羧酸缓蚀剂含有亲水性的羧基，会在合金表面形成吸附膜或者与合金表面的离子螯合形成保护层。油酸三乙醇胺的氨基可以吸附在合金表面和合金原子生成配位键，疏水的长碳链背向合金而朝向腐蚀介质，形成一层保护吸附膜。二乙醇胺硼酸脂、油酸三乙醇胺和二元羧酸

为了进一步提高该切削液的防腐蚀性能及切削性能，优选地，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.03-0.07wt%、苯甲酸钠0.05-0.09wt%、三乙醇胺1.4-2.4wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1.1-1.8wt%、油酸三乙醇胺1.15-1.95wt%、硫脲0.45-0.75wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.22-2wt%、二元羧酸0.45-0.75wt%、余量为水。

根据本发明所提供的耐腐蚀切削液，只要含有上述各物质及各物质含量范围在上述范围内就可以达到本发明的发明目的，提高切削液耐腐蚀性能。但是为了进一步提高该切削液的防腐蚀性能，优选地，所述二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量比为2.6-2.8：2.5-2.7：1。进一步优选为，所述二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量比为2.7： 2.5：1。

根据本发明所提供的耐腐蚀切削液，为了进一步提高该切削液的防腐蚀性能及去污能力，优选地，本发明采用脂肪醇聚氧乙烯醚和三乙醇胺为复合表面活性剂，所述脂肪醇聚氧乙烯醚和所述三乙醇胺的重量比为3：3.8-4.1。进一步优选为3：4。

根据本发明所提供的耐腐蚀切削液，所述二元羧酸没有特别的限制，只要能够与二乙醇胺硼酸脂、油酸三乙醇胺一起作为复合防锈剂即可，本发明中，所述二元羧酸为月桂二酸、壬二酸、十二烯基丁二酸、癸二酸中的至少一种。

根据本发明所提供的耐腐蚀切削液，所述消泡剂没有特别的限制，可以为本领域常用的各种消泡剂，如聚二甲基硅氧烷、脂肪族酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、高级醇、聚醚类消泡剂。

本发明还提供了一种耐腐蚀切削液的制备方法，该方法包括将消泡剂、苯甲酸钠、三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸三乙醇胺、硫脲、二乙醇胺硼酸脂、二元羧酸和水混合记得到所述的切削液；其中，按照重量百分比计算，所述消泡剂为0.02-0.08wt%、苯甲酸钠为0.05-0.1wt%、三乙醇胺为1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚为1-2wt%、油酸三乙醇胺为1-2wt%、硫脲为0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂为 1.1-2wt%、二元羧酸为0.4-0.8wt%、余量为水。

为了进一步提高该切削液的防腐蚀性能及切削性能，优选地，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.03-0.07wt%、苯甲酸钠0.05-0.09wt%、三乙醇胺1.4-2.4wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1.1-1.8wt%、油酸三乙醇胺1.15-1.95wt%、硫脲0.45-0.75wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.22-2wt%、二元羧酸0.45-0.75wt%、余量为水。

为了进一步提高该切削液的防腐蚀性能，优选地，所述二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量比为2.6-2.8： 2.5-2.7：1。进一步优选为，所述二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量比为2.7： 2.5：1。

为了进一步提高该切削液的防腐蚀性能及去污能力，优选地，本发明采用脂肪醇聚氧乙烯醚和三乙醇胺为复合表面活性剂，所述脂肪醇聚氧乙烯醚和所述三乙醇胺的重量比为3：3.8-4.1。进一步优选为3：4。

根据本发明所提供的耐腐蚀切削液的制备方法，所述二元羧酸没有特别的限制，只要能够与二乙醇胺硼酸脂、油酸三乙醇胺一起作为复合防锈剂即可，本发明中，所述二元羧酸为月桂二酸、壬二酸、十二烯基丁二酸、癸二酸中的至少一种。

所述消泡剂没有特别的限制，可以为本领域常用的各种消泡剂，如聚二甲基硅氧烷、脂肪族酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、高级醇、聚醚类消泡剂。

本发明所述的耐腐蚀切削液，用于铝合金的CNC切削过程中，对铝合金，特别是7系铝合金没有腐蚀，且本发明所述的切削液环保无毒、没有气味。

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

将消泡剂壬基酚聚氧乙烯醚0.05kg、苯甲酸钠0.08kg、三乙醇胺2kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.5kg、油酸三乙醇胺1.5kg、硫脲0.5kg、二乙醇胺硼酸酯 1.6kg、月桂二酸 0.6kg、水93kg混合，搅拌均匀即得切削液A1。

实施例2

将消泡剂壬基酚聚氧乙烯醚0.06kg、苯甲酸钠0.1 kg、三乙醇胺2.1kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.6 kg、油酸三乙醇胺1.8kg、硫脲0.5kg、二乙醇胺硼酸脂 1.9kg、壬二酸 0.7kg、水92kg混合， 搅拌均匀即得切削液A2。

实施例3

将消泡剂壬基酚聚氧乙烯醚0.04kg、苯甲酸钠0.05kg、三乙醇胺1.6kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2 kg、油酸三乙醇胺1.35 kg、硫脲0.4 kg、二乙醇胺硼酸脂 1.4kg、十二烯基丁二酸0.5kg、水94 kg混合， 搅拌均匀即得切削液A3。

实施例4

将消泡剂壬基酚聚氧乙烯醚0.02kg、苯甲酸钠0.06kg、三乙醇胺1.3kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1 kg、油酸三乙醇胺1kg、硫脲0.4 kg、二乙醇胺硼酸脂 1.1kg、癸二酸 0.4kg、水95 kg混合， 搅拌均匀即得切削液A4。

实施例5

将消泡剂壬基酚聚氧乙烯醚0.08kg、苯甲酸钠0.1kg、三乙醇胺2.5kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.9 kg、油酸三乙醇胺1.8 kg、硫脲0.8kg、二乙醇胺硼酸脂 1.9kg、癸二酸 0.9kg、水90kg混合， 搅拌均匀即得切削液A5。

对比例1

将聚甘油10kg、葡萄糖酸钠3kg、癸二酸钠3kg、苯并三氮唑2kg、聚苯胺1kg、硅酸钠1kg、硫脲1kg、硫酸铝2kg、乳酸钠1kg、水76kg混合均匀，得到切削液CA1。

对比例2

将三乙醇胺油酸皂18kg、三乙醇胺1.6kg、碳酸氢钠0.3kg、硼砂1.3kg、山梨醇0.6kg、氯化石蜡0.2kg、十二烷基磺酸钠1.7kg、硼酸钠0.3kg、磺酸钙0.2kg、水76kg 混合搅拌均匀得到切削液CA2。

对比例3

将消泡剂0.06kg、苯甲酸钠0.1 kg、三乙醇胺2.1kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.7 kg、油酸三乙醇胺1.8kg、硫脲0.5kg、二乙醇胺硼酸脂 1.8kg、水92 kg混合， 搅拌均匀即得切削液CA3。

对比例4

将消泡剂0.06kg、苯甲酸钠0.1 kg、三乙醇胺2.1kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.7 kg、油酸三乙醇胺1.8kg、硫脲0.5kg、二元羧酸0.7kg、水92 kg混合， 搅拌均匀即得切削液CA4。

对比例5

将消泡剂0.06kg、苯甲酸钠0.1 kg、三乙醇胺2.1kg、脂肪醇聚氧乙烯醚1.7 kg、硫脲0.5kg、二乙醇胺硼酸脂 1.8kg、二元羧酸0.7kg、水92 kg混合， 搅拌均匀即得切削液CA5。

测试例

准备同样的7系铝合金150片，并将150片的铝合金平均分成15组，将10组铝合金镜面抛光后分别浸泡在加热80℃的切削液A1-A5及CA1-CA5中1h，然后取出用清水清洗烘干得到分别得到B1-B5组产品及CB1-CB5组产品。将剩下5组合金镜面抛光后分别浸泡在加热80℃的切削液A6-A10中24h，然后取出用清水清洗烘干得到B6-B10组产品。

性能测试

1、外观

分别用肉眼观察15组铝合金的外观，结果见表1。

2、SEM图

采用日本电子公司的JSM-5610LV 型场发射扫描电子显微镜观察用B1-B5组铝合金基材CB1-CB5组铝合金基材，分别得到放大200倍时的SEN图，即图1-图10所示。

表1

。

从表1 中可以看出，用本本发明的实施例1-5的切削液浸泡的50片铝合金B1-B5组基材表面都无腐蚀，表面金属颜色未变化；而用对比例1-5的切削液浸泡的50片铝合金CB1-CB5组基材出现腐蚀，表面金属颜色有变化有的已经发黄。说明本发明的切削液的耐腐蚀性能比对比例的切削液的耐腐蚀性能好。而用本本发明的实施例1-5的切削液浸泡的50片铝合金B6-B10组基材表面出现腐蚀，表面金属颜色未变化；但用实施例1的切削液浸泡的10片铝合金基材耐腐蚀腐蚀要优于实施例2-5即二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量最优比为2.7： 2.5：1，醇聚氧乙烯醚和三乙醇胺的重量最优比为3：4。

从图1-5 中可以看出，B1-B5组铝合金基材无腐蚀，与浸泡之前金相没有差别，而从图6-10 可以看出，CB1-CB5组的铝合金基材的表面出现腐蚀，表面金属颜色有变化有的已经发黄。说明本发明的切削液的耐腐蚀性能比对比例的切削液的耐腐蚀性能好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀切削液，其特征在于，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.02-0.08wt%、苯甲酸钠0.05-0.1wt%、三乙醇胺1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2wt%、油酸三乙醇胺1-2wt%、硫脲0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.1-2wt%、二元羧酸0.4-0.8wt%、余量为水。

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀切削液，其特征在于，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.03-0.07wt%、苯甲酸钠0.05-0.09wt%、三乙醇胺1.4-2.4wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1.1-1.8wt%、油酸三乙醇胺1.15-1.95wt%、硫脲0.45-0.75wt%、二乙醇胺硼酸脂1.22-2wt%、二元羧酸0.45-0.75wt%、余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀切削液，其特征在于，所述二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量比为2.6-2.8：2.5-2.7：1。

4.根据权利要求3所述的耐腐蚀切削液，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚和所述三乙醇胺的重量比为3：3.8-4.1。

5.根据权利要求4所述的耐腐蚀切削液，其特征在于，所述二元羧酸为月桂二酸、壬二酸、十二烯基丁二酸、癸二酸中的至少一种。

6.一种耐腐蚀切削液的制备方法，其特征在于：该方法包括将消泡剂、苯甲酸钠、三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸三乙醇胺、硫脲、二乙醇胺硼酸脂、二元羧酸和水混合记得到所述的切削液；其中，按照重量百分比计算，所述消泡剂为0.02-0.08wt%、苯甲酸钠为0.05-0.1wt%、三乙醇胺为1.2-2.5wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚为1-2wt%、油酸三乙醇胺为1-2wt%、硫脲为0.4-0.8wt%、二乙醇胺硼酸脂为 1.1-2wt%、二元羧酸为0.4-0.8wt%、余量为水。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述切削液的原料按照重量百分比含有：消泡剂0.03-0.07wt%、苯甲酸钠0.05-0.09wt%、三乙醇胺1.4-2.4wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚1.1-1.8wt%、油酸三乙醇胺1.15-1.95wt%、硫脲0.45-0.75wt%、二乙醇胺硼酸脂 1.22-2wt%、二元羧酸0.45-0.75wt%、余量为水。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述二乙醇胺硼酸脂、所述油酸三乙醇胺和所述二元羧酸的重量比为2.6-2.8：2.5-2.7：1。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚和所述三乙醇胺的重量比为3：3.8-4.1。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述二元羧酸为月桂二酸、壬二酸、十二烯基丁二酸、癸二酸中的至少一种。