一种高润滑性切削液

技术领域

本发明涉及金属切削加工技术领域。

背景技术

金属切削加工过程中的切削温度较高，刀具和金属工件之间的摩擦也较大，容易导致刀具磨损，工件热变形。切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈等作用，因此，实际切削过程中，需要将切削液注入到切削加工区域，以降低切削工区的温度，减小刀具与工件、切屑质检的摩擦，清洗切削产生的碎屑，以及抑制工件、刀具、机床和夹具等受空气、水分、酸介质等的腐蚀。近十几年来，随着切削技术不断提高、先进切削机床不断涌现、刀具和工件材料不断发展，推动了切削液技术的进步。切削液的用量占工业润滑油总用量的8% 左右。传统的切削液分为水溶性切削液和油溶性切削液两大类，其成分主要包括基础油和添加剂，经过多年发展，配方已经趋近成熟，但随着切削工艺的发展、切削设备的改进，特别是对工件精度的要求不断提高，无论是水溶性切削液和油溶性切削液都无法完全满足现代生产的需要，对切削液的润滑性能、换热性能、渗透性能等方面的性能提出了更高的要求。

发明内容

为提高切削液的润滑性能，本发明提供一种高润滑性切削液，包括如下组分及重量百分含量：基础油78-85%、硫化钼微米笼1-5%、动植物油5-10%、抗氧化剂0.5-0.8%、抗静电剂0.1-0.3%、油性添加剂5-9%，各组分共100%。

所述硫化钼微米笼为硫化钼颗粒组装而成，具有空心球状结构，表面呈多孔状，硫化钼微米笼内部含有硬脂酸。

所述硫化钼微米笼直径约1-3微米。

所述基础油为通过蒸馏切割的低芳烃窄馏份轻质矿物油。

所述动植物油为纯菜子油、环氧大豆油、橄榄油、脱酯猪油中的一种或多种。

所述抗氧剂为二叔丁基对甲酚（T501）、苯三唑衍生物（T551）。

所述油性添加剂合成酯类油酯如油酸酯、合成三醇酯。

所述高润滑的切削液的制备方法包括如下步骤：

（1）将低芳烃轻质矿物油减压蒸馏拔头切割轻质组份，提高基础油闪点；

（2）将动植物油升温到65℃, 慢慢加抗氧化剂, 提高动植物油的抗氧化性能，搅拌使之溶解成均匀透明，在60℃保温45-60分钟；

（3）将硫化钼微米笼加入到基础油中，超声分散，再加入步骤（2）得到的动植物油、抗静电剂和油性添加剂，在65-70℃下搅拌均匀成透明后继续保温搅拌45分钟；

（4）将油温冷却到45℃后，过滤成品。

所述硫化钼微米笼的制备方法包括如下步骤：将十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和硬脂酸加入到乙醇和水的混合溶液中，加热使之充分溶解，得到混合液A；将二钼酸铵溶于去离子水中，加入硫脲，搅拌至完全溶解，得到混合液B,将混合液A加入到混合液B中，搅拌混合均匀得到混合液C，倒入聚四氟乙烯内胆的水热釜中，在200-220℃下水热反应10-15h，自然冷却至室温，离心分离，用去离子水和无水乙醇超声清洗3 次后，在50-60℃下烘干8 h得到硫化钼微米笼颗粒。

其中，二钼酸铵与硫脲的摩尔比为1:5-7，混合液C中CTAB质量浓度为0.1-0.5%，硬脂酸的质量浓度为0.5-0.8%，硫脲的质量浓度为5-8%，乙醇与水的体积比为1-2:1。

有益效果

本发明在切削液中添加了硫化钼微米笼，其由硫化钼颗粒组装而成，具有空心球状结构，表面呈多孔状，硫化钼微米笼内部含有硬脂酸，在切削加工过程中，球状的硫化钼微米笼可以在摩擦界面起到“微钢球”的作用，在受力后，微米笼发生破碎，产生纳米级的硫化钼颗粒，易填补基体表面坑洞，形成致密的润滑保护膜，球状的微米笼和球状的纳米颗粒都可以以“滚动摩擦”的方式起到润滑作用，硫化钼纳米颗粒进一步受力时还可以通过硫化钼自身的层状结构以“滑动摩擦”的方式起到润滑作用，减少刀具与工件之间的摩擦。此外，硫化钼微米笼破碎后，可以释放其内的硬脂酸，硬脂酸可以与金属表面发生皂化反应，在金属表面形成吸附膜，提高切削液的成膜能力，进一步提高切削液的润滑性能。

实施方式

实施例

一种高润滑性切削液，包括如下组分及重量百分含量：基础油78%、硫化钼微米笼3%、动植物油10%、抗氧化剂0.7%、抗静电剂0.3%、油性添加剂8%。

所述硫化钼微米笼为硫化钼颗粒组装而成，具有空心球状结构，表面呈多孔状，硫化钼微米笼内部含有硬脂酸。

所述硫化钼微米笼直径约1微米。

所述基础油为通过蒸馏切割的低芳烃窄馏份轻质矿物油。

所述动植物油为环氧大豆油。

所述抗氧剂为二叔丁基对甲酚（T501）。

所述油性添加剂油酸酯。

所述高润滑的切削液的制备方法包括如下步骤：

（1）将低芳烃轻质矿物油减压蒸馏拔头切割轻质组份，提高基础油闪点；

（2）将动植物油升温到65℃, 慢慢加抗氧化剂, 提高动植物油的抗氧化性能，搅拌使之溶解成均匀透明，在60℃保温45-60分钟；

（3）将硫化钼微米笼加入到基础油中，超声分散，再加入步骤（2）得到的动植物油、抗静电剂和油性添加剂，在65-70℃下搅拌均匀成透明后继续保温搅拌45分钟；

（4）将油温冷却到45℃后，过滤成品。

所述硫化钼微米笼的制备方法包括如下步骤：将十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和硬脂酸加入到乙醇和水的混合溶液中，加热使之充分溶解，得到混合液A；将二钼酸铵溶于去离子水中，加入硫脲，搅拌至完全溶解，得到混合液B,将混合液A加入到混合液B中，搅拌混合均匀，倒入聚四氟乙烯内胆的水热釜中，在220℃下水热反应10h，自然冷却至室温，离心分离，用去离子水和无水乙醇超声清洗3 次后，在50-60℃下烘干8 h得到硫化钼微米笼颗粒。

其中，二钼酸铵与硫脲的摩尔比为1:5，混合液C中CTAB质量浓度为0.5%，硬脂酸的质量浓度为0.8%，硫脲的质量浓度为8%，乙醇与水的体积比为2:1。

所得高润滑的切削液的最大无卡咬负荷976 P

实施例

一种高润滑性切削液，包括如下组分及重量百分含量：基础油85%、硫化钼微米笼1%、动植物油5%、抗氧化剂0.7%、抗静电剂0.3%、油性添加剂8%。

所述硫化钼微米笼为硫化钼颗粒组装而成，具有空心球状结构，表面呈多孔状，硫化钼微米笼内部含有硬脂酸。

所述基础油为通过蒸馏切割的低芳烃窄馏份轻质矿物油。

所述动植物油为环氧大豆油和橄榄油的混合物。

所述抗氧剂为苯三唑衍生物（T551）。

所述油性添加剂油酸酯。

所述高润滑的切削液的制备方法包括如下步骤：

（1）将低芳烃轻质矿物油减压蒸馏拔头切割轻质组份，提高基础油闪点；

（2）将动植物油升温到65℃, 慢慢加抗氧化剂, 提高动植物油的抗氧化性能，搅拌使之溶解成均匀透明，在60℃保温45-60分钟；

（3）将硫化钼微米笼加入到基础油中，超声分散，再加入步骤（2）得到的动植物油、抗静电剂和油性添加剂，在65-70℃下搅拌均匀成透明后继续保温搅拌45分钟；

（4）将油温冷却到45℃后，过滤成品。

所述硫化钼微米笼的制备方法包括如下步骤：将十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和硬脂酸加入到乙醇和水的混合溶液中，加热使之充分溶解，得到混合液A；将二钼酸铵溶于去离子水中，加入硫脲，搅拌至完全溶解，得到混合液B,将混合液A加入到混合液B中，搅拌混合均匀，倒入聚四氟乙烯内胆的水热釜中，在220℃下水热反应10h，自然冷却至室温，离心分离，用去离子水和无水乙醇超声清洗3 次后，在50-60℃下烘干8 h得到硫化钼微米笼颗粒。

其中，二钼酸铵与硫脲的摩尔比为1:7，混合液C中CTAB质量浓度为0.1%，硬脂酸的质量浓度为0.5%，硫脲的质量浓度为5%，乙醇与水的体积比为1:1。

所得高润滑的切削液的最大无卡咬负荷972 P

对比例1

与实施例1的区别为，未加入硫化钼微米笼，所得切削液的最大无卡咬负荷680P

对比例2

与实施例1的区别为，采用直径为1.5微米的硫化钼空心球（其中不含有硬脂酸）代替本发明的硫化钼微米笼，所得切削液的最大无卡咬负荷810 P

对比例3

与实施例1的区别为，采用直径为1.5微米的硫化钼空心球（其中不含有硬脂酸）代替本发明的硫化钼微米笼，但在制备切削液的步骤（3）中，将硬脂酸与硫化钼空心球一同加入到基础油中，超声分散。所得切削液的最大无卡咬负荷832 P