本發(fā)明屬于潤滑油，尤其涉及一種航空鋁合金切削液及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、航空鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，以其比強(qiáng)度高、比剛度高、易切削、密度低等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。鋁合金化學(xué)活性較強(qiáng)、質(zhì)地較軟、粘性強(qiáng)，生產(chǎn)加工中出現(xiàn)的問題也比較多，最為常見的有切削油粘刀和切削液加工中工件氧化失色產(chǎn)生黑斑等問題。金屬切削液的使用可延長刀具的壽命，提高加工工件的表面精度，減少刀具的磨損,降低切削區(qū)的溫度，以此來提高加工的效率。

2、市面上常見的高含油量的乳化液加工時(shí)存在使用壽命短、加工時(shí)能見度較差、易腐敗發(fā)臭，廢液較難處理等問題。全合成型切削液存在潤滑性不夠等問題。而微乳化切削液的潤滑、清洗和冷卻性能，介于乳化液和合成切削液之間，綜合了乳化液和合成液的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了它們的不足，性能優(yōu)異，通用性強(qiáng)。

3、如果配液用水水質(zhì)硬度較大，水中鈣、鎂離子濃度較高，切削液中防銹劑和緩蝕劑等成分會(huì)與硬水中的鈣鎂離子發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)析出、凝結(jié)和沉淀現(xiàn)象，導(dǎo)致切削液的潤滑、防銹防腐蝕性等功能降低。同時(shí)，切削液在鋁合金加工過程，工件鋁離子以及水中鈣離子與切削液中陰離子表面活性劑絡(luò)合，形成皂化物析出，也會(huì)影響切削液的正常使用。因此，亟需研發(fā)一種半合成型鋁合金切削液，在硬水環(huán)境中有優(yōu)良的鋁防腐蝕性和乳化穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提出了一種航空鋁合金切削液及其制備方法，該航空鋁合金切削液不僅在硬水環(huán)境中具有優(yōu)良的鋁防腐蝕性和乳化穩(wěn)定性，在要求更為嚴(yán)苛的硫酸鋁溶液環(huán)境中也具有優(yōu)良的鋁防腐蝕性和乳化穩(wěn)定性。

2、為此，第一方面，本發(fā)明提供了一種航空鋁合金切削液，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分：40～50份的基礎(chǔ)油、5-15份的乳化劑、5～15份的油性劑、2～8份的防銹劑、20～30份的蒸餾水、2～8份的堿值保持劑、1-5份的抗硬水劑、0.5-2份的緩蝕劑、2～5份的殺菌劑、0.1-1份的耦合劑和0.05～0.2份的消泡劑；

3、其中，所述抗硬水劑包括醇醚羧酸。

4、由于抗硬水劑在使用過程中，受到切削液配方的影響較大，因此，抗硬水劑的普適性較差。然而，本發(fā)明意外地發(fā)現(xiàn)，將切削液的各組分含量控制在上述范圍內(nèi)，使用包括醇醚羧酸的抗硬水劑，所得切削液鋁緩蝕性能和乳化液穩(wěn)定性良好。尤其是，本發(fā)明提供的航空鋁合金切削液，不僅在硬水環(huán)境中具有優(yōu)良的鋁防腐蝕性和乳化穩(wěn)定性，在要求更為嚴(yán)苛的硫酸鋁溶液環(huán)境中也具有優(yōu)良的鋁緩蝕性能和乳化穩(wěn)定性。

5、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)油選自環(huán)烷基油，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述環(huán)烷基油在40℃的運(yùn)動(dòng)黏度為20～25mm2·s-1。

6、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述乳化劑選自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇單油酸酯、石油磺酸鈉中的至少一種。

7、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述油性劑為妥爾油和油酸中的至少一種，優(yōu)選地，所述油性劑的酸值為100-300mgkoh/g，更優(yōu)選180-200mgkoh/g。

8、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述防銹劑選自硼酸、十二烷二酸、癸二酸、硼酸酯中的至少兩種。

9、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述消泡劑為有機(jī)硅氧烷。

10、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述堿值保持劑選自三乙醇胺、單乙醇胺、二環(huán)己胺中的至少一種。

11、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述醇醚羧酸的加入量為1.5-4重量份，和/或，所述抗硬水劑還包括乙二胺四乙酸絡(luò)合劑和/或三聚磷酸鈉。

12、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述緩蝕劑選自磷酸酯、膦酸酯、苯并三氮唑中的至少一種。

13、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述殺菌劑選自n,n’-亞甲基二嗎啉、苯并異噻唑啉酮、正丁基苯并異噻唑啉酮中的至少一種。

14、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述耦合劑為c14-c15醇(市售商品)。

15、為此，第二方面，本發(fā)明提供了一種上述的航空鋁合金切削液的制備方法，包括如下步驟：

16、s1：將水、醇胺、防銹劑、抗硬水劑混合，得到混合物a；

17、s2：將步驟s1得到的混合物a與基礎(chǔ)油、油性劑、乳化劑、緩蝕劑、消泡劑混合，得到混合物b；

18、s3：將步驟s2得到的混合物b與殺菌劑、耦合劑混合，制得所述航空鋁合金切削液。

19、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，步驟s1中，所述混合的條件包括：混合方式為攪拌，攪拌速率為300～500rmp，攪拌時(shí)間60-90min，和/或，混合溫度為40～45℃；

20、和/或，步驟s2中，所述混合條件包括：混合方式為攪拌，攪拌速率為300～500rmp，攪拌時(shí)間60～120min，和/或，混合溫度為40～45℃；

21、和/或，步驟s3中，所述混合條件包括：混合方式為攪拌，攪拌速率為300～500rmp，攪拌時(shí)間30-60min，和/或，混合溫度為30～40℃。

22、作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述航空鋁合金切削液的制備方法包括如下步驟：

23、將水、醇胺、防銹劑、抗硬水劑加入反應(yīng)釜中，在40-45℃條件下充分?jǐn)嚢?小時(shí)，至溶液穩(wěn)定均一且整體透明后，依次加入基礎(chǔ)油、油性劑、乳化劑、緩蝕劑、消泡劑，于40-45℃下充分?jǐn)嚢?-2小時(shí)，之后確認(rèn)溫度在40℃以下，加入殺菌劑，攪拌30分鐘至全部溶解，最后加入耦合劑即可得該切削液組合物。

24、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

25、本發(fā)明提供的航空鋁合金切削液，能夠滿足切削、銑削、切割等加工要求，鋁緩蝕性能和乳化液穩(wěn)定性良好，同時(shí)該切削液生物穩(wěn)定性好，使用壽命長。尤其是，本發(fā)明提供的航空鋁合金切削液，不僅在硬水環(huán)境中具有優(yōu)良的鋁防腐蝕性和乳化穩(wěn)定性，在要求更為嚴(yán)苛的硫酸鋁溶液環(huán)境中也具有優(yōu)良的鋁緩蝕性和乳化穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種航空鋁合金切削液，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分：40～50份的基礎(chǔ)油、5～15份的乳化劑、5～15份的油性劑、2～8份的防銹劑、20～30份的蒸餾水、2～8份的堿值保持劑、1-5份的抗硬水劑、0.5-2份的緩蝕劑、2～5份的殺菌劑、0.1-1份的耦合劑和0.05～0.2份的消泡劑；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削液，其特征在于，所述基礎(chǔ)油為環(huán)烷基油，優(yōu)選地，所述環(huán)烷基油在40℃的運(yùn)動(dòng)黏度為20～25mm2·s-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切削液，其特征在于，所述乳化劑選自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇單油酸酯、石油磺酸鈉中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的切削液，其特征在于，所述油性劑為妥爾油和油酸中的至少一種，優(yōu)選地，所述油性劑的酸值為100-300mgkoh/g，更優(yōu)選180-200mgkoh/g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的切削液，其特征在于，所述防銹劑選自硼酸、十二烷二酸、癸二酸、硼酸酯中的至少兩種；和/或，所述消泡劑為有機(jī)硅氧烷；和/或，所述堿值保持劑選自三乙醇胺、單乙醇胺、二環(huán)己胺中的至少一種；和/或，所述緩蝕劑選自磷酸酯、膦酸酯、苯并三氮唑中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的切削液，其特征在于，所述醇醚羧酸的加入量為1.5-4重量份，和/或，所述抗硬水劑還包括乙二胺四乙酸絡(luò)合劑和/或三聚磷酸鈉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的切削液，其特征在于，所述殺菌劑選自n,n’-亞甲基二嗎啉、苯并異噻唑啉酮、正丁基苯并異噻唑啉酮中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的切削液，其特征在于，所述耦合劑為c14-c15醇。

9.一種權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的航空鋁合金切削液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述混合的條件包括：混合方式為攪拌，攪拌速率為300～500rmp，攪拌時(shí)間60-90min，和/或，混合溫度為40～45℃；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種航空鋁合金切削液，所述切削液以重量份數(shù)計(jì)其組分包括：40～50份的基礎(chǔ)油、5～15份的乳化劑、5～15份的油性劑、2～8份的防銹劑、20～30份的蒸餾水、2～8份的堿值保持劑、1?5份的抗硬水劑、0.5?2份的緩蝕劑、2～5份的殺菌劑、0.1?1份的耦合劑和0.05～0.2份的消泡劑；其中，所述抗硬水劑包括醇醚羧酸。本發(fā)明還提供一種航空鋁合金切削液的制備方法。通過上述組分制備的航空鋁合金切削液，滿足切削、銑削、切割等加工要求，鋁緩蝕性能和乳化液穩(wěn)定性良好，同時(shí)該切削液生物穩(wěn)定性好，使用壽命長。

技術(shù)研發(fā)人員：張雨婷,李謹(jǐn),劉慶坤,鮑沂沂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2