CN109762647A - 一种数控切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控切削液及其制备方法，所述数控切削液包括以下重量份数的原料：非离子表面活性剂6‑10份，抗磨剂8‑12份，乙醇10‑15份，防锈剂4‑6份，润滑剂1‑3份，消泡剂3‑5份，极压剂2‑6份，去离子水20‑40份。本发明所制备的数控切削液具有较高的润滑性、防锈性、清洗性，其特点是稳定性好，使用周期长，综合性能高，延长刀具使用寿命，提高加工件表面光洁度，对操作人员皮肤无刺激、无损害，对机床、工件无腐蚀。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种数控切削液及其制备方法。
背景技术
数控切削液是专门针对机床数控所研制的一种金属加工用液，主要用于在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，其能够降低切削时的切削力，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，提高刀具耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度。然而现有机床切削液存在成本高，冷却及防锈效果差等诸多问题，不能满足加工需求，影响产品的质量。
此外，金属切削液属于高能耗产品，需要耗用大量的石油产品资源，而且在使用过程中存在如下问题：1、金属切削液容易附着在机床以及加工件表面，极难清洗，容易污染工作环境，环保性能较差；2、金属切削液所含的乳化油会对人体皮肤造成一定损害；3、金属切削液使用周期短，需要经常更换新液，造成较大浪费；4、新型研发的各种水基切削液，因为其润滑性不能在实际应用中满足各加工厂的标准，成本太高，而得不到推广。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种安全环保、使用周期长、综合性能高、成本低廉的数控切削液。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种数控切削液，包括以下重量份的原料：非离子表面活性剂6-10份、抗磨剂8-12份、乙醇10-15份、防锈剂4-6份、润滑剂1-3份、消泡剂3-5份、极压剂2-6份、去离子水20-40份。
本发明的有益效果是：本发明数控切削液有优良的流动性、清洗性、极压性、抗氧化性和防锈性，其不含任何对人体有害物质，适合于任何切削加工设备，具有使用周期长，综合性能高，延长刀具使用寿命，提高加工件表面光洁度等优点。
进一步，所述非离子表面活性剂为十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚、十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚、十八碳-9-烯醇、脂肪酸甲酯乙氧基化物中的一种或多种；优选地，所述非离子表面活性剂为十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚4份，十八碳-9-烯醇5份。
采用上述进一步的有益效果是，一方面，非离子表面活性剂具有良好的乳化、起泡、润湿、增溶、抗静电、防腐蚀、杀菌和保护胶体等多种性能，添加合适剂量的非离子表面活性剂可以有效降低切削液的制备成本，另一方面，由于其在溶液中不是离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受pH值的影响，与其他类型的助剂相容性好，可以很好地混合复配使用，能够有效提升切削液的物理稳定性。
进一步，所述抗磨剂为硼酸钙、硼酸镁、硼砂中的一种或多种；优选地，所述抗磨剂为硼砂9份。
采用上述进一步的有益效果是，抗磨剂的添加不仅能够有效延长切削液的使用寿命，而且具有较强的抗磨极压效果，另外，硼酸盐抗磨剂一般不会造成金属的腐蚀，硼酸盐抗磨剂的抗磨性对金属材料的选择性不敏感，对各种金属材料都比较适应，扩大了切削液的适用范围。
进一步，所述防锈剂为季戊四醇酯、肌醇六磷酸酯、有机羧酸醇胺盐、烷基醇酰胺中的一种或多种；优选地，所述防锈剂为肌醇六磷酸酯4份。
采用上述进一步的有益效果是，防锈剂通过与非离子表面活性剂、抗磨剂复配能够协同防锈，使切削液具有优异的冷却、润滑、清洗、极压和防腐性能。
进一步，所述润滑剂为油酸二乙醇胺硼酸酯、环氧脂肪酸甲酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或多种；优选地，所述润滑剂为油酸二乙醇胺硼酸酯1份。
采用上述进一步的有益效果是，可以有效降低摩擦表面的摩擦损伤，而且还能起到冷却、清洗和防止污染的作用，与非离子表面活性剂、抗磨剂产生协同润滑作用，降低了切削液的制备成本，能够有效延长刀具使用寿命、提高加工件表面光洁度，加工后的工件表面清洁，不需再次清洗，较大地降低了使用费用。
进一步，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乳化硅油中的一种或多种；优选地，所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚3份。
采用上述进一步的有益效果是，提高切削液的产品质量，改善制备效果，简化制备过程，提高制备效率，降低制备成本。
进一步，所述极压剂为二烷基二硫代磷酸钼；优选地，所述极压剂为二烷基二硫代磷酸钼4份。
采用上述进一步的有益效果是，二烷基二硫代磷酸钼具有较强的抗磨性能和抗氧化性能，尤其是高负荷下的抗磨性能，而且能与非离子表面活性剂产生协同抗磨作用，从而提高切削液的使用性能，减少切削阻力，提高切削效率，不仅如此，二烷基二硫代磷酸钼还具有一定的防锈性能，也能提高切削液的储存稳定性，延长切削液的使用寿命。
本发明还提供了一种数控切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照以上数控切削液所述的重量份数称取各原料；
(2)将非离子表面活性剂置于去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌时间为20-50min；
(3)将抗磨剂、防锈剂、润滑剂、极压剂先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌时间为50-70min；
(4)在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌时间为10-30min；
(5)在步骤(4)所制备的溶液中加入消泡剂，进行搅拌，混合均匀，即得所述数控切削液。
采用上述制备方法的有益效果在于，制作工艺简单易操作，生产条件易控制，与现有技术相比，本发明数控切削液的制备方法大大降低了生产成本，有效缩短了生产时间，具有较强的市场推广性。
进一步，上述步骤(2)中所述的去离子水温度为40-60℃。
采用上述进一步的有益效果是，在保证各种化学成分反应效率高的前提下，提高了溶解速率，缩短了制备时间。
进一步，上述步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)中所述的搅拌速度为700-1200r/min，步骤(3)所述的低速搅拌速度为200-500r/min。
采用上述进一步的有益效果是，有效缩短了切削液的制备时间。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种数控切削液及其制备方法，本发明中的切削液，不仅具有优异的冷却、润滑、清洗、极压和防腐性能，而且具有较高的物理稳定性，尤其适用于数控机床的金属加工，稳定性能好，使用周期长，综合性能高，能够有效延长刀具使用寿命、提高加工件表面光洁度，加工后的工件表面清洁，不需再次清洗，较大地降低了使用费用，且采用本发明中的制备方法能够用于大型工业生产，实用性强。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
数控切削液：十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚4kg，十八碳-9-烯醇5kg，硼砂9kg，乙醇12kg，肌醇六磷酸酯4kg，油酸二乙醇胺硼酸酯1kg，聚氧丙烯甘油醚3kg，二烷基二硫代磷酸钼4kg，去离子水30kg。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚和十八碳-9-烯醇置于温度为60℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为40min；
步骤(3)：将硼砂、肌醇六磷酸酯、油酸二乙醇胺硼酸酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为60min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为1100r/min，搅拌时间为25min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入聚氧丙烯甘油醚，进行搅拌，搅拌速度为1200r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
实施例2
数控切削液：十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚3kg，十八碳-9-烯醇5kg，硼酸镁8kg，乙醇10kg，肌醇六磷酸酯3kg，有机羧酸醇胺盐2kg，油酸二乙醇胺硼酸酯2kg，聚氧丙烯甘油醚3kg，二烷基二硫代磷酸钼3kg，去离子水26kg。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚和十八碳-9-烯醇置于温度为45℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为30min；
步骤(3)：将硼酸镁、肌醇六磷酸酯和有机羧酸醇胺盐、油酸二乙醇胺硼酸酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为55min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为1100r/min，搅拌时间为10min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入聚氧丙烯甘油醚，进行搅拌，搅拌速度为900r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
实施例3
数控切削液：十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚4kg、十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚4kg，硼酸钙10kg，乙醇12kg，季戊四醇酯2kg，肌醇六磷酸酯kg2，三聚甘油单油酸酯2kg，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚1kg，聚二甲基硅氧烷3kg，二烷基二硫代磷酸钼2kg，去离子水30kg。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚、十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚置于温度为50℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为30min；
步骤(3)：将硼酸钙、季戊四醇酯和肌醇六磷酸酯、三聚甘油单油酸酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为60min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为15min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷，进行搅拌，搅拌速度为900r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
实施例4
数控切削液：脂肪酸甲酯乙氧基化物10kg，硼酸镁5kg，硼砂6kg，乙醇12kg，有机羧酸醇胺盐3kg，，烷基醇酰胺2kg，环氧脂肪酸甲酯2kg，三聚甘油单油酸酯1kg，乳化硅油3kg，二烷基二硫代磷酸钼6kg，去离子水40kg。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将脂肪酸甲酯乙氧基化物置于温度为55℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为950r/min，搅拌时间为40min；
步骤(3)：将硼酸镁和硼砂、有机羧酸醇胺盐和烷基醇酰胺、环氧脂肪酸甲酯和三聚甘油单油酸酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为70min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为1100r/min，搅拌时间为25min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入乳化硅油，进行搅拌，搅拌速度为1000r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
实施例5
数控切削液：十八碳-9-烯醇4kg，，脂肪酸甲酯乙氧基化物5kg，硼酸镁12kg，乙醇14kg，肌醇六磷酸酯4kg，，烷基醇酰胺2kg，三聚甘油单油酸酯1kg，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚3kg，，聚二甲基硅氧烷2kg，二烷基二硫代磷酸钼5kg，去离子水35份。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将十八碳-9-烯醇和脂肪酸甲酯乙氧基化物置于温度为60℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为50min；
步骤(3)：将硼酸镁、肌醇六磷酸酯和烷基醇酰胺、三聚甘油单油酸酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为450r/min，搅拌时间为65min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为30min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷，进行搅拌，搅拌速度为1100r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
实施例6
数控切削液：十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚6kg，硼砂8kg，乙醇11kg，肌醇六磷酸酯4kg，环氧脂肪酸甲酯1kg，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3kg，二烷基二硫代磷酸钼2kg，去离子水22kg。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚置于温度为40℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为20min；
步骤(3)：将硼砂、肌醇六磷酸酯、环氧脂肪酸甲酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为220r/min，搅拌时间为50min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为20min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，进行搅拌，搅拌速度为950r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
实施例7
数控切削液：十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚4kg，硼酸镁6kg，乙醇9kg，季戊四醇酯4kg，环氧脂肪酸甲酯0.5kg，聚二甲基硅氧烷6kg，二烷基二硫代磷酸钼7kg，去离子水50kg。
上述数控切削液的制备方法：步骤(1)：称取上述数控切削液各原料；
步骤(2)：将十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚置于温度为40℃的去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为30min；
步骤(3)：将硼酸镁、季戊四醇酯、环氧脂肪酸甲酯、二烷基二硫代磷酸钼先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为60min；
步骤(4)：在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为30min；
步骤(5)：在步骤(4)所制备的溶液中加入聚二甲基硅氧烷，进行搅拌，搅拌速度为1000r/min，至混合均匀，即可获得数控切削液。
性能检测
1.实施例1-7数控切削液的性能测试结果如下表1所示。
表1
2.对实施例1-实施例7中的数控切削液进行腐蚀试验(55±2℃.h)和防锈试验(35±2℃.h)，性能测定结果如下表2所示。
表2
由上述表格得出，本发明中实施例1-6符合MT76-2002标准，而实施例7为本发明中的对比例不符合标准。因此，本发明中制备的数控切削液适用于各种数控设备均能够达到很好的切削功能，且稳定性好，综合性能高，使用周期长，能够延长刀具使用寿命，提高加工件表面光洁度。
本说明书中实施例1为本发明的最优实施例，各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种数控切削液，其特征在于，包括以下重量份的原料：非离子表面活性剂6-10份、抗磨剂8-12份、乙醇10-15份、防锈剂4-6份、润滑剂1-3份、消泡剂3-5份、极压剂2-6份、去离子水20-40份。
2.根据权利要求1所述的一种数控切削液，其特征在于，所述非离子表面活性剂为十二碳-脂肪醇聚氧乙烯醚、十四碳-脂肪醇聚氧乙烯醚、十八碳-9-烯醇、脂肪酸甲酯乙氧基化物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种数控切削液，其特征在于，所述抗磨剂为硼酸钙、硼酸镁、硼砂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种数控切削液，其特征在于，所述防锈剂为季戊四醇酯、肌醇六磷酸酯、有机羧酸醇胺盐、烷基醇酰胺中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种数控切削液，其特征在于，所述润滑剂为油酸二乙醇胺硼酸酯、环氧脂肪酸甲酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种数控切削液，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乳化硅油中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种数控切削液，其特征在于，所述极压剂为二烷基二硫代磷酸钼。
8.一种如权利要求1所述的数控切削液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)按上述权利要求1所述的重量份数称取各原料，备用；
(2)将非离子表面活性剂置于去离子水中，搅拌至充分溶解，搅拌时间为20-50min；
(3)将抗磨剂、防锈剂、润滑剂、极压剂先后加入步骤(2)所制备的溶液中，加入的同时进行搅拌，待混合均匀后进行低速搅拌，搅拌时间为50-70min；
(4)在步骤(3)所制备的溶液中加入乙醇，保温搅拌，至混合均匀，搅拌时间为10-30min；
(5)在步骤(4)所制备的溶液中加入消泡剂，进行搅拌，混合均匀，即得所述数控切削液。
9.根据权利要求8所述的一种数控切削液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的去离子水温度为40-60℃。
10.根据权利要求8所述的一种数控切削液的制备方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)中所述的搅拌速度为700-1200r/min，步骤(3)所述的低速搅拌速度为200-500r/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190517 |