CN110305727A - 一种用于钨钢的切削液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于切削液技术领域，公开了一种用于钨钢的切削液及其制备方法，切削液主要由以下重量份的原料组成：硼酸5‑8份、二异丙醇胺10‑20份、单乙醇胺5‑8份、一异丙醇胺2‑4份、葵二酸2‑5份、十二碳二元酸2‑4份、聚乙二醇6000 5‑15份、聚醚酯2‑5份、聚季胺盐0.5‑1份、异辛酸3‑5份、EDTA‑4Na 1‑3份、三聚磷酸钠2‑5份、苯并三氮唑1‑3份、硼砂2‑4份、碳酸钠1‑3份、五水偏硅酸钠0.1‑0.5份和水40‑60份。本发明通过无机盐和苯并三氮唑复配，达到抑制钴析出的效果，通过有机醇类和酯类的复配达到优异的润滑效果，在制备钨钢时润滑性更好，制备出的材料表面光洁度更高。

Description

一种用于钨钢的切削液及其制备方法
技术领域
本发明属于切削液技术领域，具体涉及一种用于钨钢的切削液及其制备方法。
背景技术
切削液在金属加工过程中具有润滑作用，可以减小前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。同时，由于切削液与和因切削而发热的刀具、切屑和工件间接触，切削液还可通过对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。除此之外，切削液清洗和除锈等功能，针对不同的加工件，所使用的切削液也有所不同，加工现场的问题也有所不同。
目前，市面上常用的用于钨钢的切削液存在以下缺陷：
(1)在制备钨钢的过程中，目前市面上用于钨钢的切削液，在使用一段时间后会有钴析出，导致切削液变为红色，同时也使得最终制备的钨钢材料性能差；
(3)目前市面上用于钨钢的切削液的极压性较低，切削阻力大，润滑性能差，切削效率低且功率消耗大，制备出的钨钢的表面光洁度较差，无法满足客户的需求。
目前，如果能克服上述缺陷，抑制钨钢切削液中钴离子的析出，提高最终制备的钨钢材料性能，并增加最终制备的钨钢材料的表面光洁度，必将为我国钨钢的生产提供较大的助益。因此，急需开发一种能克服上述缺陷的用于钨钢的切削液。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述“现有切削液容易析出钴离子且制备出的钨钢的表面光洁度较差”的问题，本发明目的在于提供一种用于钨钢的切削液及其制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
本发明提供了一种用于钨钢的切削液，主要由以下重量份的原料制备而成：硼酸5-8份、二异丙醇胺10-20份、单乙醇胺5-8份、一异丙醇胺2-4份、葵二酸2-5份、十二碳二元酸2-4份、聚乙二醇6000 5-15份、聚醚酯2-5份、聚季胺盐0.5-1份、异辛酸3-5份、EDTA-4Na1-3份、三聚磷酸钠2-5份、苯并三氮唑1-3份、硼砂2-4份、碳酸钠1-3份、五水偏硅酸钠0.1-0.5份和水40-60份。
优选的，上述用于钨钢的切削液，主要由以下重量份的原料制备而成：硼酸6份、二异丙醇胺15份、单乙醇胺7份、一异丙醇胺3份、葵二酸4份、十二碳二元酸3份、聚乙二醇600010份、聚醚酯4份、聚季胺盐0.75份、异辛酸4份、EDTA-4Na 2份、三聚磷酸钠4份、苯并三氮唑2份、硼砂3份、碳酸钠2份、五水偏硅酸钠0.4份和水50份。
本发明还提供了一种前述的用于钨钢的切削液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应容器中，保温反应，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，保温反应，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，保温反应，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，保温反应，得到反应物四；
(5)向所述反应物四中加入三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4Na，搅拌混匀，得到混合物；
(6)降温，向所述混合物中加入水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，得到所述用于钨钢的切削液。
具体的，上述制备方法，所述步骤(1)中保温反应的温度为95-100℃，所述步骤(1)中保温反应的时间为1h。
具体的，上述制备方法，所述步骤(2)中保温反应的温度为90-95℃，所述步骤(2)中保温反应的时间为5-10min。
具体的，上述制备方法，所述步骤(3)中保温反应的温度为90-95℃，所述步骤(3)中保温反应的时间为10-15min。
具体的，上述制备方法，所述步骤(4)中保温反应的温度为95-100℃，所述步骤(4)中保温反应的时间为10-15min。
具体的，上述制备方法，所述步骤(6)中加入水、二甲基硅油和苯并异噻唑啉酮前，将所述混合物降温至40-50℃。
本发明的有益效果为：
本发明提供的用于钨钢的切削液的优点在于：
(1)本发明提供的用于钨钢的切削液通过了国家标准试验GB/6144中所有试验；
(2)在进行国家标准GB/6144中的腐蚀浸泡试验时，本发明提供的用于钨钢的切削液，持续腐蚀浸泡钨钢一个月后，用于钨钢的切削液也未出现变色，即持续使用一个月后用于钨钢的切削液中也无钴析出；
(3)在实际使用的过程中，本发明提供的用于钨钢的切削液使用一年后，切削液也未出现变色，即用于钨钢的切削液可持续使用一年以上无钴析出；
(4)本发明提供的用于钨钢的切削液的5％稀释液，其PB值达到600N以上，远远高于市面上一般钨钢切削液的PB值。
总体而言，本发明提供的用于钨钢的切削液通过无机盐和苯并三氮唑复配，达到抑制钴析出的效果，并且远超过使用单一组分抑制钴析出的效果，同时通过有机醇类和酯类的复配来达到优异的润滑效果，使得最终得到的用于钨钢的切削液在制备钨钢等材料时润滑性更好，制备出的材料表面光洁度更高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例1
本实施例的目的在于提供一种用于钨钢的切削液。
本实施例提供的用于钨钢的切削液的配方如表1所示：
表1
本实施例提供的用于钨钢的切削液的制备方法包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应釜中，搅拌，升温至95-100℃后，搅拌保温1小时，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，温度保持在90-95℃，保温5-10分钟，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物四；
(5)将三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4 NA溶解于20％的水(表1中所示水的重量的20％)中，再加入所述反应物四中，搅拌混匀，得到混合物；
(6)当温度降低至40-50℃，向所述混合物中加入剩余的80％(表1中所示水的重量的80％)的水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，混匀，得到所述用于钨钢的切削液。
实施例2
本实施例的目的在于提供一种用于钨钢的切削液。
本实施例提供的用于钨钢的切削液的配方如表2所示：
表2
本实施例提供的用于钨钢的切削液的制备方法包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应釜中，搅拌，升温至95-100℃后，搅拌保温1小时，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，温度保持在90-95℃，保温5-10分钟，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物四；
(5)将三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4 NA溶解于20％的水(表2中所示水的重量的20％)中，再加入所述反应物四中，搅拌混匀，得到混合物；
(6)当温度降低至40-50℃，向所述混合物中加入剩余的80％(表2中所示水的重量的80％)的水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，混匀，得到所述用于钨钢的切削液。
实施例3
本实施例的目的在于提供一种用于钨钢的切削液。
本实施例提供的用于钨钢的切削液的配方如表3所示：
表3
本实施例提供的用于钨钢的切削液的制备方法包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应釜中，搅拌，升温至95-100℃后，搅拌保温1小时，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，温度保持在90-95℃，保温5-10分钟，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物四；
(5)将三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4 NA溶解于20％的水(表3中所示水的重量的20％)中，再加入所述反应物四中，搅拌混匀，得到混合物；
(6)当温度降低至40-50℃，向所述混合物中加入剩余的80％(表3中所示水的重量的80％)的水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，混匀，得到所述用于钨钢的切削液。
实施例4
本实施例的目的在于提供一种用于钨钢的切削液。
本实施例提供的用于钨钢的切削液的配方如表4所示：
表4
本实施例提供的用于钨钢的切削液的制备方法包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应釜中，搅拌，升温至95-100℃后，搅拌保温1小时，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，温度保持在90-95℃，保温5-10分钟，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物四；
(5)将三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4 NA溶解于20％的水(表4中所示水的重量的20％)中，再加入所述反应物四中，搅拌混匀，得到混合物；
(6)当温度降低至40-50℃，向所述混合物中加入剩余的80％(表4中所示水的重量的80％)的水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，混匀，得到所述用于钨钢的切削液。
实施例5
本实施例的目的在于提供一种用于钨钢的切削液。
本实施例提供的用于钨钢的切削液的配方如表5所示：
表5
本实施例提供的用于钨钢的切削液的制备方法包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应釜中，搅拌，升温至95-100℃后，搅拌保温1小时，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，温度保持在90-95℃，保温5-10分钟，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物四；
(5)将三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4 NA溶解于20％的水(表5中所示水的重量的20％)中，再加入所述反应物四中，搅拌混匀，得到混合物；
(6)当温度降低至40-50℃，向所述混合物中加入剩余的80％(表5中所示水的重量的80％)的水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，混匀，得到所述用于钨钢的切削液。
实施例6
本实施例的目的在于提供一种用于钨钢的切削液。
本实施例提供的用于钨钢的切削液的配方如表6所示：
表6
本实施例提供的用于钨钢的切削液的制备方法包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应釜中，搅拌，升温至95-100℃后，搅拌保温1小时，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，温度保持在90-95℃，保温5-10分钟，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，温度保持在90-95℃，搅拌保温10-15分钟，得到反应物四；
(5)将三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4 NA溶解于20％的水(表6中所示水的重量的20％)中，再加入所述反应物四中，搅拌混匀，得到混合物；
(6)当温度降低至40-50℃，向所述混合物中加入剩余的80％(表6中所示水的重量的80％)的水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，混匀，得到所述用于钨钢的切削液。
本发明实施例1-6所用原料购买信息或CAS号如下：
硼酸(CAS号：10043-35-3)、二异丙醇胺(CAS号：110-97-4)、单乙醇胺(CAS号：141-43-5)、一异丙醇胺、葵二酸、十二碳二元酸(CAS号：93-23-2)、聚乙二醇6000、聚醚酯、聚季胺盐、异辛酸(CAS号：149-57-5)、EDTA-4Na、三聚磷酸钠(CAS号：13573-18-7)、苯并三氮唑(CAS号：95-14-7)、硼砂(CAS号：12179-04-3)、碳酸钠、五水偏硅酸钠(CAS号：10213-79-3)。
效果例1
将本发明提供的用于钨钢的切削液经过GB/6144、GB/T 3142和IP287实验，结果如表7所示。5％稀释液，即该溶液中本发明提供的用于钨钢的切削液的质量百分数为5％。由表7可知，本发明提供的用于钨钢的切削液性能优良，通过了国家标准试验GB/6144中的所有测试试验；本发明提供的用于钨钢的切削液的5％稀释液的PB值达到600N以上，远远高于市面上一般钨钢切削液的PB值，整体性能高于市面其他同类产品。
表7
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种用于钨钢的切削液，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：硼酸5-8份、二异丙醇胺10-20份、单乙醇胺5-8份、一异丙醇胺2-4份、葵二酸2-5份、十二碳二元酸2-4份、聚乙二醇6000 5-15份、聚醚酯2-5份、聚季胺盐0.5-1份、异辛酸3-5份、EDTA-4Na 1-3份、三聚磷酸钠2-5份、苯并三氮唑1-3份、硼砂2-4份、碳酸钠1-3份、五水偏硅酸钠0.1-0.5份和水40-60份。
2.根据权利要求1所述的用于钨钢的切削液，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：硼酸6份、二异丙醇胺15份、单乙醇胺7份、一异丙醇胺3份、葵二酸4份、十二碳二元酸3份、聚乙二醇6000 10份、聚醚酯4份、聚季胺盐0.75份、异辛酸4份、EDTA-4Na 2份、三聚磷酸钠4份、苯并三氮唑2份、硼砂3份、碳酸钠2份、五水偏硅酸钠0.4份和水50份。
3.一种权利要求1或2所述的用于钨钢的切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将硼酸、单乙醇胺加入到反应容器中，保温反应，得到反应物一；
(2)向所述反应物一中加入十二碳二元酸、异辛酸、葵二酸和一异丙醇胺，保温反应，得到反应物二；
(3)向所述反应物二中加入二异丙醇胺，保温反应，得到反应物三；
(4)向所述反应物三中加入苯并三氮唑，保温反应，得到反应物四；
(5)向所述反应物四中加入三聚磷酸钠、五水偏硅酸钠、硼砂、碳酸钠、EDTA-4Na，搅拌混匀，得到混合物；
(6)向所述混合物中加入水、聚乙二醇6000、聚季胺盐和聚醚酯，得到所述用于钨钢的切削液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中保温反应的温度为95-100℃，所述步骤(1)中保温反应的时间为1h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中保温反应的温度为90-95℃，所述步骤(2)中保温反应的时间为5-10min。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中保温反应的温度为90-95℃，所述步骤(3)中保温反应的时间为10-15min。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中保温反应的温度为95-100℃，所述步骤(4)中保温反应的时间为10-15min。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中加入水、二甲基硅油和苯并异噻唑啉酮前，将所述混合物降温至40-50℃。
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