本发明属于金属切削加工处理技术领域，具体涉及一种降温和清洗效果好的切削液的制备方法。
背景技术：
金属切削加工是金属加工中最常见、应用最广泛的一种。随着技术的进步，切削精度与强度需求越来越高，对切削液的要求也越来越高。目前大部分研究都集中在提高其润滑与防锈上，但金属在切削过程中会产生大量热量，使工件温度过高容易产生热变形，影响工件加工精度，切削工具与产品寿命减短，更有甚者，会使切削区的温度过高，导致烟雾、起火等现象。在切削过程中会切削液的冷却作用是通过切削液和因切削而发热的刀具、切屑和工件间的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，保持刀具的硬度，提高加工精度和刀具耐用度。同时，在切削过程中会产生一定的污垢，如果切削液的清洗效果不佳的话，就得重新对切削件进行清洗，因而，在不影响切削液使用性能的前提下，研究和开发降温速率高且清洗效果好的切削液具有十分重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种降温和清洗效果好的切削液的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种降温和清洗效果好的切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）改性生物碳粉制备：
a.先将玉米秸秆的旁枝末叶去除后，再用清水对玉米秸秆冲洗一遍，最后切段备用；
b.将操作a处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为105~107℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.5~0.55mpa，保温保压处理8~10min后，再快速卸至常温常压，最后将玉米秸秆取出备用；
c.将操作b处理后的玉米秸秆放入到反应釜内，先对反应釜抽真空处理，18~20min后向反应釜内注入溶液a浸没玉米秸秆，然后将反应釜内的压力增至0.7~0.75mpa，保压处理35~38min后将玉米秸秆取出，随后将玉米秸秆放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为450~480℃，保温处理1~1.2h后将玉米秸秆取出备用；所述的溶液a由如下重量份的物质组成：33~38份钛酸四丁酯、2.5~3.5份乙二胺四乙酸二钠、5~7份环糊精、8~10份硅烷偶联剂、6~8份焦磷酸钠、25~30份乙醚、780~800份去离子水；
d.将操作c处理后的玉米秸秆浸入到溶液b中，加热保持溶液b的温度为48~53℃，浸泡处理2~2.5h后将玉米秸秆取出放入到紫外线辐照仪内，辐照处理1~1.5h后取出备用；所述的溶液b由如下重量份的物质组成：5~7份硝酸银、1~3份硝酸铵、4~6份四硼酸钠、90~100份去离子水；
e.将操作d处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内粉碎处理后过600目得改性生物碳粉备用；
（2）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：6~9份聚乙二醇、10~15份棉籽油、15~20份葵花籽油、10~14份十二烷基磺酸钠、2~4份消泡剂、20~25份乙酸乙酯、10~14份月桂酸单甘油酯、3~6份偏硼酸钠、8~11份步骤（1）制得的改性生物碳粉、180~200份去离子水；
（3）原料混合制备：
将步骤（2）称取的所有原料共同投入到搅拌罐内，然后加热保持搅拌罐内的温度为58~63℃，高速搅拌处理40~45min后，再超声均质处理1~2h即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的快速卸至常温常压是于35s内将密闭罐卸至常温常压。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的辐照处理时控制紫外线辐照仪的功率为1200~1400w，控制紫外线的波长为300~350nm。
进一步的，步骤（2）中所述的消泡剂为聚乙二醇醚。
进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2000~2400转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述的超声均质处理时超声波的频率为480~520khz。
本发明改善了切削液的制备方法，很好的提升了切削液的使用品质，保证了切削的质量。在其制备过程中先特制了一种改性生物碳粉成分，利用玉米秸秆为主体物质制成，不仅避免了玉米秸秆废弃焚烧对自然环境的危害，又能很好的提高物质的利用率和价值，在改性生物碳粉的制备过程中，先对玉米秸秆进行了高温高压-快速卸温卸压的爆破处理，很好的松散了玉米秸秆内部的组织结构，扩大了纤维间距，增强了其比表面积和吸附能力，为后续的处理奠定了基础，接着用独特配制的溶液a进行浸泡改性处理，将钛酸四丁酯、环糊精、硅烷偶联剂等成分渗入到玉米秸秆内，其中钛酸四丁酯可在后续450~480℃的煅烧处理时形成纳米二氧化钛，同时玉米秸秆木质纤维被碳化形成碳纤维，纳米二氧化钛附着在碳纤维表面上，生成了一种复杂交联的纤维管状结构，比表面积大、吸附能力强，稳定性高，环糊精和硅烷偶联剂成分能够改善生物碳粉的表面性能，提升其分散均匀性和对金属碎屑微粒的吸附能力，随后又用独特配制的溶液b进行浸泡改性，然后用紫外线进行辐照，在紫外线辐照还原的作用下，溶液b中的银离子形成小颗粒金属银附着在三维碳纤维管上，一方面其能进一步提升纤维管整体的比表面积和吸附能力，另一方面其具有良好的导热性，利于切削热的快速传导，降低切削的温度。配合其余成分的共同使用，改善了切削的效果。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明优化改善了切削液的制备方法，工艺步骤简单、搭配合理，易于复制和批量生产，对应制成的切削液冷却速度快、清洗效果好，明显改善了工件和刀具的品质和寿命，极具市场竞争力和推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种降温和清洗效果好的切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）改性生物碳粉制备：
a.先将玉米秸秆的旁枝末叶去除后，再用清水对玉米秸秆冲洗一遍，最后切段备用；
b.将操作a处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为105℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.5mpa，保温保压处理8min后，再快速卸至常温常压，最后将玉米秸秆取出备用；
c.将操作b处理后的玉米秸秆放入到反应釜内，先对反应釜抽真空处理，18min后向反应釜内注入溶液a浸没玉米秸秆，然后将反应釜内的压力增至0.7mpa，保压处理35min后将玉米秸秆取出，随后将玉米秸秆放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为450℃，保温处理1h后将玉米秸秆取出备用；所述的溶液a由如下重量份的物质组成：33份钛酸四丁酯、2.5份乙二胺四乙酸二钠、5份环糊精、8份硅烷偶联剂、6份焦磷酸钠、25份乙醚、780份去离子水；
d.将操作c处理后的玉米秸秆浸入到溶液b中，加热保持溶液b的温度为48℃，浸泡处理2h后将玉米秸秆取出放入到紫外线辐照仪内，辐照处理1h后取出备用；所述的溶液b由如下重量份的物质组成：5份硝酸银、1份硝酸铵、4份四硼酸钠、90份去离子水；
e.将操作d处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内粉碎处理后过600目得改性生物碳粉备用；
（2）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：6份聚乙二醇、10份棉籽油、15份葵花籽油、10份十二烷基磺酸钠、2份消泡剂、20份乙酸乙酯、10份月桂酸单甘油酯、3份偏硼酸钠、8份步骤（1）制得的改性生物碳粉、180份去离子水；
（3）原料混合制备：
将步骤（2）称取的所有原料共同投入到搅拌罐内，然后加热保持搅拌罐内的温度为58℃，高速搅拌处理40min后，再超声均质处理1h即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的快速卸至常温常压是于35s内将密闭罐卸至常温常压。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的辐照处理时控制紫外线辐照仪的功率为1200w，控制紫外线的波长为300~350nm。
进一步的，步骤（2）中所述的消泡剂为聚乙二醇醚。
进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2000转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述的超声均质处理时超声波的频率为480khz。
实施例2
一种降温和清洗效果好的切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）改性生物碳粉制备：
a.先将玉米秸秆的旁枝末叶去除后，再用清水对玉米秸秆冲洗一遍，最后切段备用；
b.将操作a处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为106℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.53mpa，保温保压处理9min后，再快速卸至常温常压，最后将玉米秸秆取出备用；
c.将操作b处理后的玉米秸秆放入到反应釜内，先对反应釜抽真空处理，19min后向反应釜内注入溶液a浸没玉米秸秆，然后将反应釜内的压力增至0.73mpa，保压处理37min后将玉米秸秆取出，随后将玉米秸秆放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为460℃，保温处理1.1h后将玉米秸秆取出备用；所述的溶液a由如下重量份的物质组成：35份钛酸四丁酯、3份乙二胺四乙酸二钠、6份环糊精、9份硅烷偶联剂、7份焦磷酸钠、28份乙醚、790份去离子水；
d.将操作c处理后的玉米秸秆浸入到溶液b中，加热保持溶液b的温度为50℃，浸泡处理2.2h后将玉米秸秆取出放入到紫外线辐照仪内，辐照处理1.3h后取出备用；所述的溶液b由如下重量份的物质组成：6份硝酸银、2份硝酸铵、5份四硼酸钠、95份去离子水；
e.将操作d处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内粉碎处理后过600目得改性生物碳粉备用；
（2）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：8份聚乙二醇、13份棉籽油、18份葵花籽油、12份十二烷基磺酸钠、3份消泡剂、23份乙酸乙酯、12份月桂酸单甘油酯、5份偏硼酸钠、10份步骤（1）制得的改性生物碳粉、190份去离子水；
（3）原料混合制备：
将步骤（2）称取的所有原料共同投入到搅拌罐内，然后加热保持搅拌罐内的温度为60℃，高速搅拌处理43min后，再超声均质处理1.5h即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的快速卸至常温常压是于35s内将密闭罐卸至常温常压。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的辐照处理时控制紫外线辐照仪的功率为1300w，控制紫外线的波长为300~350nm。
进一步的，步骤（2）中所述的消泡剂为聚乙二醇醚。
进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2200转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述的超声均质处理时超声波的频率为500khz。
实施例3
一种降温和清洗效果好的切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）改性生物碳粉制备：
a.先将玉米秸秆的旁枝末叶去除后，再用清水对玉米秸秆冲洗一遍，最后切段备用；
b.将操作a处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为107℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.55mpa，保温保压处理10min后，再快速卸至常温常压，最后将玉米秸秆取出备用；
c.将操作b处理后的玉米秸秆放入到反应釜内，先对反应釜抽真空处理，20min后向反应釜内注入溶液a浸没玉米秸秆，然后将反应釜内的压力增至0.75mpa，保压处理38min后将玉米秸秆取出，随后将玉米秸秆放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为480℃，保温处理1.2h后将玉米秸秆取出备用；所述的溶液a由如下重量份的物质组成：38份钛酸四丁酯、3.5份乙二胺四乙酸二钠、7份环糊精、10份硅烷偶联剂、8份焦磷酸钠、30份乙醚、800份去离子水；
d.将操作c处理后的玉米秸秆浸入到溶液b中，加热保持溶液b的温度为53℃，浸泡处理2.5h后将玉米秸秆取出放入到紫外线辐照仪内，辐照处理1.5h后取出备用；所述的溶液b由如下重量份的物质组成：7份硝酸银、3份硝酸铵、6份四硼酸钠、100份去离子水；
e.将操作d处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内粉碎处理后过600目得改性生物碳粉备用；
（2）原料称取备用：
按对应重量份称取下列原料备用：9份聚乙二醇、15份棉籽油、20份葵花籽油、14份十二烷基磺酸钠、4份消泡剂、25份乙酸乙酯、14份月桂酸单甘油酯、6份偏硼酸钠、11份步骤（1）制得的改性生物碳粉、200份去离子水；
（3）原料混合制备：
将步骤（2）称取的所有原料共同投入到搅拌罐内，然后加热保持搅拌罐内的温度为63℃，高速搅拌处理45min后，再超声均质处理2h即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的快速卸至常温常压是于35s内将密闭罐卸至常温常压。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的辐照处理时控制紫外线辐照仪的功率为1400w，控制紫外线的波长为300~350nm。
进一步的，步骤（2）中所述的消泡剂为聚乙二醇醚。
进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2400转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述的超声均质处理时超声波的频率为520khz。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去了步骤（1）改性生物碳粉制备操作c中的溶液a浸泡处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去了步骤（1）改性生物碳粉制备操作d处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（2）原料称取备用中，用等质量份的市售玉米秸秆生物碳粉取代步骤（1）制得的改性生物碳粉成分，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有市售的某销量很高的切削液。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应制得的切削液，以及对照组对应的切削液进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
注：上表1中所述的切削温度是切削时测得的工件的温度；所述的切削5s后温度是切削施加切削液5s后测得的工件的温度；所述的清洗率是对切削碎屑的清洗去除率。
由上表1可以看出，本发明方法制得的切削液能快速的将热量带走，降低了工件和刀具的温度，同时能很好的去除切削碎屑，保证了洁净度，进而又能改善工件的加工精度品质，极具推广应用价值和市场竞争力。