本發(fā)明涉及切削液技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種全合成切削液及其制備方法。
背景技術(shù)：
切削液在金屬切削、磨加工過(guò)程中，用來(lái)冷卻、潤(rùn)滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，其具備良好的冷卻性能、潤(rùn)滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能和易稀釋的特點(diǎn)。由于現(xiàn)代切削速度和切削溫度的不斷提高，油基切削液不能完全滿足切削要求，因此，水基切削液的優(yōu)點(diǎn)就凸顯出來(lái)。
水基切削液可分為乳化液、半合成切削液和全合成切削液。把油的潤(rùn)滑性能與水的冷卻性能結(jié)合起來(lái)，促使了乳化液的應(yīng)用。但由于乳化液的處于油水混合狀態(tài)，其相態(tài)不穩(wěn)定，并且油類(lèi)極易腐敗變質(zhì)。因此，之后發(fā)展了半合成切削液，半合成切削液雖然在相態(tài)穩(wěn)定性和腐敗變質(zhì)問(wèn)題上有所改進(jìn)，但在配制時(shí)的技術(shù)難度比較高，并且敏感因素比較多：如容易受環(huán)境溫度變化的影響、原材料品質(zhì)波動(dòng)的影響、配制方法的影響等等。同時(shí)，切削液/油對(duì)環(huán)境的危害主要是廢液對(duì)水資源的污染，礦物油是金屬加工液的主要成分之一，其生物降解性差，能長(zhǎng)期滯留在水和土壤中，污染環(huán)境。全合成切削液不含污染環(huán)境的礦物油，是單相體系，其穩(wěn)定性均優(yōu)于前面兩者，使用周期長(zhǎng)。但是，現(xiàn)有的全合成切削液普遍具有潤(rùn)滑性不足的問(wèn)題，在高速切削及深孔加工中切削能力不足，出現(xiàn)鉆頭磨鈍、燒鈍，工件有毛刺或螺紋不成形的問(wèn)題。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種全合成切削液，其潤(rùn)滑性好、防腐性好、穩(wěn)定性高，并且環(huán)保無(wú)污染。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種制備全合成切削液的方法，其工藝流程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本低，并且獲得全合成切削液潤(rùn)滑性高、穩(wěn)定性好。
本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種全合成切削液，按重量份計(jì)，每100份全合成切削液包括第一聚乙二醇10～20份和第二聚乙二醇5～10份，余量為去離子水，第一聚乙二醇的平均分子量為第二聚乙二醇的平均分子量的15倍以上。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述第一聚乙二醇的平均分子量為5000～10000。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述第二聚乙二醇的平均分子量為100～300。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述全合成切削液還包括按重量份計(jì)的第三聚乙二醇5～10份，第三聚乙二醇的平均分子量大于第二聚乙二醇的平均分子量且小于第一聚乙二醇的平均分子量。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述第三聚乙二醇的平均分子量為800～1500。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述全合成切削液還包括按重量份計(jì)的三乙醇胺8～10份。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述全合成切削液還包括按重量份計(jì)的有機(jī)防銹劑5～8份。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述全合成切削液還包括按重量份計(jì)的殺菌劑1～2份。
一種上述的全合成切削液的制備方法，配制每100份全合成切削液時(shí)將按重量份計(jì)的第一聚乙二醇10～20份、第二聚乙二醇5～10份與余量的去離子水混合。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述方法還包括將按重量份計(jì)的第三聚乙二醇5～10份與第一聚乙二醇10～20份、第二聚乙二醇5～10份以及去離子水混合。
本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：
本發(fā)明實(shí)施例將第一聚乙二醇和第二聚乙二醇在切削液中配合使用，能夠有效提高切削液的潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明實(shí)施例的全合成切削液彌補(bǔ)了現(xiàn)有水基切削液防銹性和潤(rùn)滑性的不足的缺陷，具有穩(wěn)定性好，使用周期長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，對(duì)操作者無(wú)害的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種全合成切削液，按重量份計(jì)，每100份全合成切削液包括第一聚乙二醇10～20份和第二聚乙二醇5～10份，余量為去離子水，第一聚乙二醇的平均分子量為第二聚乙二醇的平均分子量的15倍以上。第一聚乙二醇的平均分子量大于第二聚乙二醇的平均分子量。與現(xiàn)有的切削液相比，本發(fā)明實(shí)施例將具有高分子量的第一聚乙二醇和具有低分子量的第二聚乙二醇配合使用，能夠有效提高切削液的潤(rùn)滑性、防銹性和穩(wěn)定性。本發(fā)明實(shí)施例的第一聚乙二醇為固定狀，其相較于現(xiàn)有切削液中使用的聚乙二醇(分子量一般為400～600)吸濕能力低，能夠盡可能地減少在應(yīng)用時(shí)吸附空氣中的水蒸氣，進(jìn)而減少切削工具銹蝕。因此，將第一聚乙二醇應(yīng)用至切削液中能夠有效提高切削的防銹性。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的第二聚乙二醇相較于第一聚乙二醇其具有更高的粘度并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與許多化學(xué)物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)，有助于提高切削液的穩(wěn)定性。因此，第一聚乙二醇與第二聚乙二醇配合使用既可以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中切削液潤(rùn)滑性的不足，又可以提高切削液的防銹性和穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，第一聚乙二醇的平均分子量為5000～10000。
優(yōu)選地，第二聚乙二醇的平均分子量為100～300。
優(yōu)選地，全合成切削液還包括按重量份計(jì)的第三聚乙二醇5～10份，第三聚乙二醇的平均分子量大于第二聚乙二醇的平均分子量且小于第一聚乙二醇的平均分子量。通過(guò)添加第三聚乙二醇能夠進(jìn)一步提高全合成切削液的穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，第三聚乙二醇的平均分子量為800～1500。
優(yōu)選地，全合成切削液還包括按重量份計(jì)的三乙醇胺8～10份。本發(fā)明實(shí)施例將三乙醇胺與第一聚乙二醇和第二聚乙二醇配合使用，發(fā)揮協(xié)同防銹作用，能夠顯著提高全合成切削液的防銹能力，同時(shí)還有助于全合成切削液浸潤(rùn)，滲透于被切削界面上，從而能充分發(fā)揮水基的全合成切削的冷卻和清洗作用。
優(yōu)選地，全合成切削液還包括按重量份計(jì)的有機(jī)防銹劑5～8份。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)添加防銹劑以進(jìn)一步提高全合成切削液的防銹性能，使得在切削過(guò)程中對(duì)切削工具或被切削器件起到防銹的作用。本發(fā)明實(shí)施例所指的有機(jī)防銹劑包括但不限于：有機(jī)硼系咪唑啉、苯并三氮唑、石油磺酸鋇、環(huán)烷酸鉛，以及前述幾種復(fù)配而成的防銹劑。
優(yōu)選地，全合成切削液還包括按重量份計(jì)的殺菌劑1～2份。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)添加殺菌劑，以全合成切削液腐敗變質(zhì)，從而避免切削液對(duì)被切削器件的腐蝕。本發(fā)明實(shí)施例采用的殺菌劑為環(huán)境友好型，包括但不限于：?jiǎn)徇苌铩⑦拎ち蛲c、苯并異噻唑啉酮，或前述幾種復(fù)配。
本發(fā)明實(shí)施例的全合成切削液以第一聚乙二醇和第二聚乙二醇為原料用去離子水配制而成，原料成分簡(jiǎn)單、原料成本低、制備方便，并且具有良好的潤(rùn)滑性和防銹性，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的全合成切削液潤(rùn)滑性和防銹性不足的缺陷。
本發(fā)明實(shí)施例的第二個(gè)方面提供了一種全合成切削液的制備方法，配制每100份全合成切削液時(shí)將按重量份計(jì)的第一聚乙二醇10～20份、第二聚乙二醇5～10份與余量的去離子水混合。
優(yōu)選地，該方法還包括將按重量份計(jì)的第三聚乙二醇5～10份與第一聚乙二醇10～20份、第二聚乙二醇5～10份以及去離子水混合。
本發(fā)明實(shí)施例的制備全合成切削液的方法原料易獲取、制備成本低，并且工藝簡(jiǎn)單，將上述原料按照上述配比混合即得，能耗低，綠色環(huán)保。
實(shí)施例1
按重量份計(jì)，將平均分子量為5000的第一聚乙二醇10份、平均分子量為100的第二聚乙二醇5份、第三聚乙二醇5份、三乙醇胺8份、有機(jī)防銹劑5份和殺菌劑1份與余量的去離子水進(jìn)行混合，即得本實(shí)施例的全合成切削液。
其中，本實(shí)施例的有機(jī)防銹劑為有機(jī)硼系咪唑啉，殺菌劑為嗎啉衍生物。
實(shí)施例2
按重量份計(jì)，將平均分子量為5000的第一聚乙二醇12份、平均分子量為100的第二聚乙二醇7份、平均分子量為800的第三聚乙二醇6份、三乙醇胺8份、有機(jī)防銹劑5份和殺菌劑1份與余量的去離子水進(jìn)行混合，即得本實(shí)施例的全合成切削液。
其中，本實(shí)施例的有機(jī)防銹劑為有機(jī)硼系咪唑啉，殺菌劑為嗎啉衍生物。
實(shí)施例3
按重量份計(jì)，將平均分子量為6000的第一聚乙二醇18份、平均分子量為150的第二聚乙二醇10份、平均分子量為900的第三聚乙二醇8份、三乙醇胺9份、有機(jī)防銹劑6份和殺菌劑1.5份與余量的去離子水進(jìn)行混合，即得本實(shí)施例的全合成切削液。
其中，本實(shí)施例的有機(jī)防銹劑為苯并三氮唑，殺菌劑為吡啶硫酮鈉。
實(shí)施例4
按重量份計(jì)，將平均分子量為8000的第一聚乙二醇20份、平均分子量為200的第二聚乙二醇10份、平均分子量為1100的第三聚乙二醇10份、三乙醇胺10份、有機(jī)防銹劑8份和殺菌劑2份與余量的去離子水進(jìn)行混合，即得本實(shí)施例的全合成切削液。
其中，本實(shí)施例的有機(jī)防銹劑為環(huán)烷酸鉛，殺菌劑為苯并異噻唑啉酮。
實(shí)施例5
按重量份計(jì)，將平均分子量為10000的第一聚乙二醇16份、平均分子量為300的第二聚乙二醇8份、平均分子量為1500的第三聚乙二醇10份、三乙醇胺9份、有機(jī)防銹劑6份和殺菌劑1.5份與余量的去離子水進(jìn)行混合，即得本實(shí)施例的全合成切削液。
其中，本實(shí)施例的有機(jī)防銹劑為環(huán)烷酸鉛和有機(jī)硼系咪唑啉的混合物，殺菌劑為苯并異噻唑啉酮和嗎啉衍生物的混合物。
實(shí)施例6
按重量份計(jì)，將平均分子量為9000的第一聚乙二醇15份、平均分子量為210的第二聚乙二醇8份、平均分子量為1300的第三聚乙二醇6份、三乙醇胺8份、有機(jī)防銹劑7份和殺菌劑1份與余量的去離子水進(jìn)行混合，即得本實(shí)施例的全合成切削液。
其中，本實(shí)施例的有機(jī)防銹劑為環(huán)烷酸鉛和有機(jī)硼系咪唑啉的混合物，殺菌劑為苯并異噻唑啉酮和嗎啉衍生物的混合物。
試驗(yàn)例
按照表1所示的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(gb6144-85)對(duì)實(shí)施例1-6的全合成切削液進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表1
表2
從表2的檢測(cè)結(jié)果可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1-6的全合成切削液均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性、防銹性和潤(rùn)滑性。
取等量的實(shí)施例1-6的全合成切削液和市售的全合成切削液對(duì)比例進(jìn)行濕熱實(shí)驗(yàn)、腐蝕實(shí)驗(yàn)和最大無(wú)卡咬負(fù)荷檢測(cè)，考察本發(fā)明實(shí)施例的1-6的防銹蝕性和潤(rùn)滑性，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。
試驗(yàn)方法：將金屬試片置于等體積的實(shí)施例1-6及對(duì)比例中浸泡2h后自然晾干，稱(chēng)重，記錄腐蝕試驗(yàn)前的重量，然后將金屬試片置于腐蝕液(5％硝酸溶液)中浸泡30min后取出，稱(chēng)重，記錄腐蝕試驗(yàn)后的重量，計(jì)算腐蝕率k。
k＝(w0-w1)/st
式中：k-腐蝕率，單位g/m2·h，k＞0減重，k＜0增重；w0-試驗(yàn)前試片的重量，單位g，w1-試驗(yàn)后試片的重量，單位g，s-試片面積m2，t-試驗(yàn)時(shí)間h。
表3
從表3可以看出本發(fā)明實(shí)施例1-6的濕熱實(shí)驗(yàn)腐蝕率和腐蝕實(shí)驗(yàn)腐蝕率均遠(yuǎn)小于對(duì)比例，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的防腐蝕性更好。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例1-6的最大無(wú)卡咬負(fù)荷遠(yuǎn)大于對(duì)比例，說(shuō)明潤(rùn)滑性能更好。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。