一种环保型不锈钢钻孔专用全合成切削液及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保型不锈钢钻孔专用全合成切削液及其制备方法，将10%-15%极压润滑剂、3%-5%羟基化磺化蓖麻油硼酸酯与水在30-80℃下，混合搅拌10min-1h得到混合组分A；将5%-15%pH稳定剂、5%-8%防锈剂与水在30-80℃下，混合搅拌10min-1h得到混合组分B；将15%-25%表面活性剂、3%-5%偶合剂在常温常压下混合搅拌混匀得混合物组分C；将A、B、C三组混合组分加入反应釜中，在30-80℃搅拌混合10min-1h得产品；本发明制备的产品具有良好的润滑性、清洗性、防锈性和冷却性，使用寿命长，绿色环保。
【专利说明】一种环保型不锈钢钻孔专用全合成切削液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种全合成切削液，更具体地说，涉及一种不锈钢钻孔专用全合成切削液，本发明还涉及一种不锈钢钻孔专用全合成切削液的制备方法，属于环保型金属加工润滑材料领域。
【背景技术】
[0002]不锈钢在机械性能方面具有高的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击值，而且其高温强度和硬度亦高，另外，不锈钢还具有很高的耐腐蚀和耐高温等特点。因此，它被广泛地应用于机械、石油化工、电子仪表、国防等工业部门。
[0003]钻削加工是最主要的切削加工形式之一，约占总切削加工量的50%以上(张厚江，樊锐，陈五一，等.高速钻削碳纤维复合材料钻削力的研究[J].航空制造技术，2006 (12):76 □ 79,82.)生产实践中，不锈钢材料的钻削加工是最常见的一种加工方法，不锈钢属于难以加工的材料，与普通的碳钢相比，其相对切削加工性能比在0.4-0.6之间，不锈钢材料韧性大、热强度高、导热系数低、加工硬化严重、散热困难等诸多因素，造成刀尖处切削温度高、切削的粘附性较强，容易产生积屑瘤，出现刀具寿命短和加工工件表面质量低等现象。而钻削加工属于半封闭式加工，比其他切削加工更加困难，故不锈钢材质的钻削加工更为复杂。目前较受重视的是硬质合金及金刚石等材料的钻头。对钻头、丝锥折断的原因进行分析后，发现以下因素起主要作用:一是润滑的问题，在加工时积屑瘤产生，粘刀、切屑排出困难，高温润滑性不好；二是冷却不充分，热量不能及时散发出去。针对上述问题，选择抗粘结和冷却性能好的切削液是最有效的办法。
[0004]切削液可分为非水溶性和水溶性两大类。就冷却性来看，油溶性切削液的冷却效率是很低的。对于不锈钢切削，由于它自身具有导热点低的特点，所以油性切削液不易进行有效的冷却。水溶性切削液能迅速传散切削时产生的热量从而达到理想的冷却效果。水溶性切削液主要用于高速切削加工工序中，它具有良好的冷却、清洗、防锈和润滑性能。此外，这种切削液价廉易得，加工件易清洗。它是未来切削液的发展方向。水溶性切削液又分为乳化液和合成液两种，普通乳化油由于含油量大使得冷却性一般、较易腐败发臭，故难以满足不锈钢加工的特殊加工要求。合成液在冷却性能方面是最优的，但其中乙醇胺特别是三乙醇胺对硬质合金中的钴有浸出作用，它会促使钴进入到合成液中，一方面降低了刀具的使用寿命，另一方面又污染了切削液。如果切削液中含有较多量的钴，会给操作工人的健康带来极大的危害。
[0005]随着机械加工业的发展，人们开始大力发展先进的制造技术，同时不断涌现出新工艺来适应新材料的加工，这都需要新型的高性能切削液来满足加工要求。更重要的是，随着人们环保意识的增强，清洁生产、绿色制造已成为发展先进制造技术的主题之一。所以，研究和开发新型的切削液，不断满足越来越高的加工要求，同时节能降耗，改善和减少切削液等因素给环境带来的污染，实现制造过程中的清洁化生产，是我们面临的新课题。
[0006]申请公布日为2012.08.22，公布号为CN102643300A公开了一种羟基化磺化蓖麻油硼酸酯的制备方法。制备的羟基化磺化蓖麻油硼酸酯在具体的不锈钢钻孔专用全合成切削液应用中到底如何，效果如何，其所用的评价指标是什么等等，并未见文献的记载和报道。为满足不锈钢钻削应用中的边界润滑为主的不锈钢钻削加工的要求，又有能满足环保要求的角度出发，一般选用对环境无污染的蓖麻油或磺化蓖麻油为主要原料。而如果以极压润滑为主的全合成切削液中，使用羟基化磺化蓖麻油硼酸酯，其效果如何，也未见文献的记载和报道。
【发明内容】
[0007]鉴于此，为弥补羟基化磺化蓖麻油硼酸酯在不锈钢钻孔专用全合成切削液应用的空白，发明人付出了创造性的劳动实验，得到了一种环保型不锈钢钻孔专用全合成切削液及其制备方法。
[0008]本发明涉及的一种环保型不锈钢钻孔专用全合成切削液，按重量百分比计，由以下组分组成:
[0009]
【权利要求】
1.一种环保型不锈钢钻孔专用全合成切削液，其特征在于，按重量百分比计，由以下组分组成:
2.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，按重量百分比计，由以下组分组成:
3.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、妥尔油酰胺、Span系列与Tween系列中的至少一种或其混合物。
4.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，所述的pH稳定剂为单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或其混合物。
5.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，所述的偶合剂为聚醚、二甘醇、甘油、丙二醇、乙二醇中的一种或其混合物。
6.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，所述的防锈剂为癸二酸、二聚酸、月桂酸、月桂二酸中的一种或其混合物。
7.权利要求1-6任一项所述的全合成切削液的制备方法，其特征在于，包含以下步骤: a)将极压润滑剂、羟基化磺化蓖麻油硼酸酯与水在30-80°C下，混合搅拌IOmin-1h得到混合组分A ; b)将pH稳定剂、防锈剂与水在30-80°C下，混合搅拌IOmin-1h得到混合组分B； c)将表面活性剂、偶合剂在常温常压下混合搅拌混匀得混合物组分C； d)将A、B、C三组混合组分加入反应釜中，在30-80°C搅拌混合IOmin-1h得产品； 上述步骤I)中所述的极压润滑剂为脂肪酸与有机醇在常温常压下搅拌反应至溶液澄清所制得的产物；所述的羟基化磺化蓖麻油硼酸酯的制备方法如下:烷醇胺和磺化蓖麻油在碱存在下，按照摩尔比5-7:1，以水为溶剂，微波加热，于130°C -150°C下羟基化反应3_4h，慢慢降温至80°C左右，恒温反应2-3h，进一步减压蒸出甘油和水分，得到中间产物羟基化磺化蓖麻油；羟基化磺化蓖麻油和硼酸按照摩尔比1:1.5-2，于110-130°C进行酯化反应3-5h，制得羟基化磺化蓖麻油硼酸酯； 该广品的性能指标: 最大无卡咬负荷PB值达到720-760N ;烧结负荷H)值达到2500-2750N ;清洗性达到99%以上；生物降解率达90%以上。
【文档编号】C10M173/00GK103805329SQ201410075357
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】陈郁明, 林亨耀, 刘慧清, 周建辉, 周玉成, 孙雪飞 申请人:广州市联诺化工科技有限公司