一种切削液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于切削液技术领域，具体涉及一种切削液及其制备方法和应用。

背景技术

切削液(cutting fluid,coolant)是一种用在金属切削、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，传统铸铁全合成切削液主要靠有机醇胺乳化、水喷淋实现清洗效果，清洗效果差；加工后的工件表面较脏，表面残留较多的设备油、金属碎屑等污渍；粘在工件表面的金属碎屑容易造成工件刮花，导致良品率下降同时增加了后道的清洗难度以及成本，增加了污水量的问题。

因此开发一种切削液及其制备方法和应用，能够提高切削液的清洗效果，减少加工过程中的清洗工序和清洗产生的废水量是是当务之急。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种切削液及其制备方法和应用，提升了切削液的清洗效果。

本发明的第二方面提供了一种上述切削液的制备方法。

本发明的第三方面提供了一种上述切削液在铸铁机加工领域中的应用。

根据本发明的第一方面实施例的一种切削液，一种切削液，所述切削液的制备原料包括醇胺、煤油和汽油；

所述醇胺包括二乙醇胺、二丙二醇甲醚、二甘醇胺和三乙醇胺。

根据本发明的第一方面的实施例，至少具有以下有益效果：

本发明的切削液中，利用多种醇胺的混配，控制切削液的总碱值，保证切削液不会发臭，同时利用醇胺与醚的乳化性能使得切削液中的油性组分亲水，使得其残留少，清洗效果好，同时醇胺在遇到脂肪酸时反应生成酰胺，具有很好的表面活性作用。磷剂、氯剂、硫剂含有量较低，对环境污染极小，使用寿命长，在机加工过程中能够满足正常的防锈、润滑、冷却性能外，且拥有出色的清洗能力。

根据本发明的一些实施例，按重量份计，所述切削液的制备原料包括所述煤油25～35份、所述汽油3～5份和所述醇胺15～25份。

根据本发明的一些实施例，按重量份计，所述二乙醇胺20～35份、所述二丙二醇甲醚15～30份、所述二甘醇胺30～40份和所述三乙醇胺10～20份。

根据本发明的一些实施例，所述切削液的制备原料还包括豆油、防锈剂、苯酚、苯并三氮唑和双季铵盐杀菌剂。

根据本发明的一些实施例，按重量份计，所述切削液的制备原料包括所述豆油1～2份、所述防锈剂15～20份、所述苯酚0.8～1.2份、所述苯并三氮唑0.2～0.4份和所述双季铵盐杀菌剂1～5份。

根据本发明的一些实施例，按重量份计，所述切削液的制备原料包括所述煤油25～35份、所述汽油3～5份、所述醇胺15～25份、所述豆油1～2份、所述防锈剂15～20份、所述苯酚0.8～1.2份、所述苯并三氮唑0.2～0.4份和所述双季铵盐杀菌剂1～5份。

根据本发明的一些实施例，所述防锈剂包括磷酸、柠檬酸钠和石油磺酸钠。

根据本发明的一些实施例，所述切削液的粒径为30～60nm。

根据本发明的第二方面实施例提供了一种所述的切削液的制备方法，包括将所述切削液的制备原料混合。

根据本发明的一些实施例，所述切削液的制备方法，包括：

S1：将所述煤油、所述汽油和所述豆油混合；

S2：向步骤S1中混合后的混合物中加入所述醇胺和所述苯酚后混合得到；

S3：向步骤S2中加入所述醇胺和所述苯酚后的混合物中加入水和所述苯并三氮唑后混合；

S4：向步骤S3中加入水和所述苯并三氮唑后的混合物中加入所述防锈剂和所述双季铵盐杀菌剂后混合。

根据本发明的一些实施例，步骤S1中，所述混合的温度为60～75℃。

根据本发明的一些实施例，步骤S1中，所述混合的时间为30～45min。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，加入所述醇胺和所述苯酚后混合的温度为50～65℃。

根据本发明的一些实施例，步骤S2中，加入所述醇胺和所述苯酚后混合的时间为60～75min。

上述反应条件下，使得产品更稳定，性能更好。

根据本发明的一些实施例，步骤S3中，加入水和所述苯并三氮唑后混合的温度为15～25℃。

根据本发明的一些实施例，步骤S3中，加入水和所述苯并三氮唑后混合的时间为15～30min。

根据本发明的一些实施例，步骤S4中，加入所述防锈剂和所述双季铵盐杀菌剂后混合的温度为25～35℃。

根据本发明的一些实施例，步骤S4中，加入所述防锈剂和所述双季铵盐杀菌剂后混合的时间为5～8min。

根据本发明的一些实施例，步骤S1～S4中，所述搅拌的设备包括搅拌机。

根据本发明的一些实施例，步骤S1～S4中，所述搅拌机的转速为80～100r/min。

根据本发明的一些实施例，步骤S1～S4中，所述混合的方法包括滴加混合。

根据本发明的第三方面实施例提供了一种所述的切削液在铸铁机加工领域中的应用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。如无特殊说明，各实施例和对比例的同一成分采购自同一厂家同一批次；相应参数如无特殊说明，则与实施例1同。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

实施例1

本实施例提供了一种切削液，其由以下重量份数的原料制成：

水24.4份、煤油25份、汽油5份、豆油2份、二乙醇胺5份、二丙二醇甲醚3份、二甘醇胺6份、三乙醇胺3份、防锈剂20份、苯酚1.2份、苯并三氮唑0.4份、双季铵盐杀菌剂5份。

防锈剂中质量浓度为80％的磷酸10份、质量浓度为50％的柠檬酸钠4份、质量浓度为50％的石油磺酸钠4份、硝酸1份、亚硫酸钠1份。

实施例2

本实施例提供了一种切削液的制备方法，具体步骤为：

S1：按照实施例1中的各组分含量将煤油、汽油和豆油在60℃下加热搅拌混合45min；

S2：向步骤S1中加入混合醇胺、苯酚，在50℃下搅拌混合75min；

S3：采用滴加方式向步骤S2中加入水、苯并三氮唑，在15℃下搅拌混合30min；

S4：采用滴加方式向步骤S3中加入防锈剂、双季铵盐杀菌剂，35℃下搅拌5min，得切削液。

实施例3

本实施例制备了一种切削液，由如下重量的组分组成：

水25份、煤油35份、汽油3份、豆油1份、二乙醇胺3份、二丙二醇甲醚3份、二甘醇胺10份、三乙醇胺3份、防锈剂15份、苯酚0.8份、苯并三氮唑0.2份、双季铵盐杀菌剂1份。

防锈剂中质量浓度为80％的磷酸10份、质量浓度为50％的柠檬酸钠4份、质量浓度为50％的石油磺酸钠4份、硝酸1份、亚硫酸钠1份。

实施例4

本实施例提供了一种硬质合金用切削液的制备方法，本实施例和实施例2的区别在于，按照实施例3中的各组分的重量进行制备，其余条件相同。

实施例5

本实施例制备了一种切削液，由如下重量的组分组成：

水21.2份、煤油30份、汽油4份、豆油1.5份、二乙醇胺4份、二丙二醇甲醚4份、二甘醇胺8份、三乙醇胺5份、防锈剂18份、苯酚1份、苯并三氮唑0.3份、双季铵盐杀菌剂3份。

防锈剂中质量浓度为80％的磷酸10份、质量浓度为50％的柠檬酸钠4份、质量浓度为50％的石油磺酸钠4份、硝酸1份、亚硫酸钠1份。

实施例6

本实施例提供了一种硬质合金用切削液的制备方法，本实施例和实施例2的区别在于，按照实施例5中的各组分的重量进行制备，其余条件相同。

对比例1

本对比例提供了一种硬质合金用切削液，本对比例和实施例1的区别在于不包括实施例1中的二乙醇胺，其余条件相同。

对比例2

本对比例提供了一种硬质合金用切削液，本对比例和实施例1的区别在于不包括实施例1中的二丙二醇甲醚，其余条件相同。

对比例3

本对比例提供了一种硬质合金用切削液，本对比例和实施例1的区别在于不包括实施例1中的二甘醇胺，其余条件相同。

对比例4

本对比例提供了一种硬质合金用切削液，本对比例和实施例1的区别在于不包括实施例1中的三乙醇胺，其余条件相同。

对比例5

本对比例提供了一种切削液，本对比例的切削液为安美SF35。

对比例6

本对比例提供了一种切削液，本对比例安美SF280。

测试例1

对上述实施例和对比例中切削液进行试验，其中具体试验方法如下：

实验条件：加工材质HT300，长20cm、宽20cm、高20cm，压铸后无其他处理,加工方式铣削，六面均进行铣削加工，刀具进给量1mm/s，加工时间5min，喷嘴压力1MPA，配置浓度5％，100L对比液进行测试。加工后的工件进行洁净度测试.。

清洁度测试方式：

1.用500ML 141B(一氟二氯乙烷)溶液冲洗被测物体表面，收集冲洗的液体；

2.将过滤所用的滤纸和放到高温箱中加热120℃，进行恒重，确定质量为G0；

3.将过滤所用的烧杯放到高温箱中加热120℃，进行恒重，确定质量为S0；

4.将恒重的滤纸用镊子放到过滤瓶上，将冲洗的滤液导入安装好的过滤瓶上方，进行抽滤，收集过滤后的滤纸；将冲洗液收集至烧杯中。

5.将带有杂质的滤纸再次加热烘干，重复2步骤，记录质量为G1；

6.将烧杯中的滤液放到35℃恒温箱中，进行恒重，确定质量为S1；

7.洁净度C＝(G1～G0)固体杂质+(S1～S0)液体杂质

8.所得数据列于表1中。

表1测试结果(洁净度C数值越大，清洗效果越差)

通过以上实施例及对比例1、对比例2数据对比可以看出，本发明的切削液可以明显提高体系的清洗能力，本品与同类切削液对比，清洗性能更强。为免去清洗工艺提供了可行性。

而且实施例1～3的钴浸出率低于10％，适用于采用硬质合金刀具进行的切削加工，也适于被加工件涉及硬质合金的切削加工。对照例1和2无法满足。本发明的切削液可以在1300℃下进行切削。对比例2中，用油酸三乙醇胺脂替换实施例1中的2,2′～二氨基～1,3′～二丙醇胺油后体系的的碱储备和缓蚀性得不到补充，因此切削液的洁净度、钴浸出率和耐最高温均出现下降。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。