一种铝合金切削加工用长寿命低泡乳化液的制作方法

文档序号:12345578阅读:639来源:国知局

本发明涉及用于铝合金切削加工过程中作为润滑、冷却、清洗以及工序间存放时防止腐蚀的金属加工介质,具体涉及一种铝合金切削加工用长寿命低泡乳化液,属于金属加工介质技术领域。



背景技术:

铝合金具有一系列优异的性能,是目前工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。铝合金切削加工性好,属于易加工材料。但在切削加工过程中容易出现工件腐蚀、变色、刀具寿命短、加工面光洁度不达标、工件表面残留大、容易出现积屑瘤等问题。特别是压铸铝合金含硅含铜,非加工面分布有大量的微孔,组织较为疏松,耐腐蚀性能差,易出现变色或者产生电化学腐蚀。

铝合金化学性质比较活泼,易造成铝合金切削液在机加工过程中产生析皂、分层现象。同时铝合金切削液加工过程中易出现碱值下降快、微生物繁殖迅速、变质快等现象,使切削液使用寿命较短。

另外随着机加工设备的更新,采用高压供液的五轴加工中心开始普遍应用于铝合金加工。高压供液导致切削液泡沫增高,出现溢槽或者机床频繁报警。

目前有专利报道中使用非磷非硅类铝缓蚀剂,但是非磷非硅类铝缓蚀剂缓蚀效果差,不能满足部分对铝缓蚀要求高的场合。



技术实现要素:

本发明解决的技术问题是:提出一种稳定性好,抗硬水能力强,不易析皂;碱保持能力强,具有生物稳定性,寿命长;抑泡消泡能力强,铝缓蚀性能好的铝合金切削加工用长寿命低泡乳化液。

为了解决上述技术问题,本发明提出的技术方案是:一种铝合金切削加工用长寿命低泡乳化液,由如下质量百分比组份配制而成:

环烷基油40%-60%

极压润滑剂1%-5%

油性润滑剂1%-10%

乳化剂10%-20%

有机醇胺组合9%-20%

含硅类铝缓蚀剂0.2%-1%

含磷类铝缓蚀剂0.5%-5%

防锈剂5%-10%

铜缓蚀剂0.1%-1%

杀菌剂3%-5%

防霉剂0.2%-1%

偶合剂1%-5%

水5%-10%

消泡剂0.1%-1%。

优选的,所述环烷基油闪点为180~200℃,Cn%>40%,在40℃下粘度为25-35mm2/s,粘度比重常数为0.85-0.88。

优选的,所述极压润滑剂为芳香基磷酸酯、脂肪基磷酸酯、脂肪醇磷酸酯、磷酸酯胺盐、硫化脂肪酸酯、非活性硫化烯烃中的一种或多种,所述含磷类铝缓蚀剂为芳香基磷酸酯、脂肪基磷酸酯、脂肪醇磷酸酯、磷酸酯胺盐中的一种或多种。

优选的,所述油性润滑剂为新戊二醇脂肪酸酯、季戊四醇四油酸酯、脂肪酸甲酯、脂肪酸异辛酯、脂肪酸异丙醇酯、蓖麻油聚酯中的一种或多种。

优选的,所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、聚异丁烯丁二酸酰胺、妥尔油脂肪酸、脂肪酸酰胺、脂肪醇烷氧基化物、吐温-80、司本-80中的两种或多种。

优选的,所述有机醇胺组合为单乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺中至少两种醇胺的混合物;

优选的,所述防锈剂为有机二元酸、有机三元酸、硼酸单乙醇胺酯、硼酸二乙醇胺酯、脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或多种。

优选的,所述铜缓蚀剂为苯并三氮唑及其衍生物中一种或两种。

优选的,所述杀菌剂为三嗪衍生物、吗啉衍生物、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇二羟甲醚中的一种或两种,所述防霉剂为碘代丙炔基氨基甲酸丁脂、吡啶硫酮钠中的一种或两种,所述偶合剂为二乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇单丁醚中的一种或多种,所述水为自来水、纯水或去离子水中的一种,所述消泡剂为改性硅氧烷类、聚醚类中的一种或者两种。

本发明的有益效果:

与现有技术相比,本发明采用极压润滑剂和油性润滑剂组合,提高了切削液的润滑能力和工件的表面光洁度;采用优化的醇胺组合,通过单乙醇胺、三乙醇胺和特殊醇胺的配合,提高切削液的碱保持能力和pH稳定性;采用优化的乳化剂组合,包含低泡非离子型乳化剂和传统乳化剂的配合,使形成的原液稳定透明、稀释液乳化颗粒小、抗硬水能力强、抑泡消泡性能好;采用复配的铝缓蚀剂组合,结合含磷类铝缓蚀剂和含硅类铝缓蚀剂的特点,实现不同铝合金对铝缓蚀性能的要求;含磷类铝缓蚀剂铝缓蚀效率高,铝缓蚀性能持久性强,但是对切削液使用寿命有负面影响,含硅类铝缓蚀剂铝缓蚀效率高,但铝缓蚀性能持久性不如含磷类铝缓蚀剂强,两者配合可以起到协同作用,提高切削液的铝缓蚀能力和使用寿命;采用抑菌杀菌体系,通过减少微生物营养源原料的引入和采用效率高、人体适应性好的杀菌防腐剂,延长切削液使用寿命;采用特殊偶合剂组合,增强切削液原液和稀释液的稳定性,并对机床油漆无不良影响;采用体系自身的抑泡性能和消泡剂的消泡性能,实现在高压供液体系和高精度过滤体系中泡沫的控制。

具体实施方式

实施例1

室温条件下边搅拌边加入单乙醇胺1.5%、三乙醇胺13.5%、异丙醇胺1%、硼酸二乙醇胺酯5%、有机三元酸1%、脂肪基磷酸酯0.5%、含硅类铝缓蚀剂0.2%、自来水8%,搅拌20min后加入环烷基油41%、非活性硫化烯烃1%、脂肪酸异丙醇酯2%、脂肪醇聚氧乙烯醚(5EO/2EO)2%、硫化脂肪酸酯2.3%聚异丁烯丁二酸酰胺4%、蓖麻油聚氧乙烯醚3%、司本-80 6.1%、苯并三氮唑0.1%、吗啉衍生物4%、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯0.5%,二乙二醇乙醚1.5%、二丙二醇甲醚1.5%,搅拌20分钟后加入改性硅氧烷消泡剂0.3%,搅拌30分钟后获得成品。

本实施例制得的乳化液符合JB/T 7453标准。本产品具有优异的润滑性能,在同等使用浓度下攻丝扭矩数值优于同类竞品。同时本产品消泡性能良好,在高精度过滤和长期循环使用下消泡性能无明显下降。可用于对铝缓蚀要求高、工序间存放时间长、存放环境湿度大的压铸铝加工,可有效防止压铸铝非加工面发生的变色或长白斑。防锈性能强,可满足黑色金属与铝合金的混材加工。使用寿命长,具有优异的抑菌杀菌性能。抗硬水能力强,使用过程中不产生析皂,切削液状态稳定。使用本产品加工铸铝真空泵,使用过程中本产品不易腐败变质、不产生铝缓蚀问题、机床内壁及观察窗洁净、铝件表面铝屑易吹扫、刀具使用寿命长。

实施例2

室温条件下边搅拌边加入单乙醇胺2%、三乙醇胺9%、异丙醇胺1%、硼酸二乙醇胺酯5%、脂肪基磷酸酯0.5%、含硅类铝缓蚀剂0.2%、自来水8%,搅拌20min后加入环烷基油45%、非活性硫化烯烃1%、季戊四醇四油酸酯3%、脂肪醇聚氧乙烯醚(5EO/2EO)5%、聚异丁烯丁二酸酰胺4%、蓖麻油聚氧乙烯醚3%、司本-80 5.4%、苯并三氮唑0.1%、吗啉类衍生物4%、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯0.5%,二乙二醇乙醚1.5%、二丙二醇甲醚1.5%,搅拌20分钟后加入改性硅氧烷消泡剂0.3%,搅拌30分钟后获得成品。

本实施例制得的乳化液符合JB/T 7453标准。本产品具有优异的润滑性能,在同等使用浓度下攻丝扭矩数值优于同类竞品,适用于铝合金轻至重负荷加工。同时本产品消泡性能良好,在高精度过滤和长期循环使用下消泡性能无明显下降。乳化颗粒小,使用过程中不产生析皂,加工时工件可见性高,易清洗,机床内壁干净,切削液状态稳定。具有优异的抑菌杀菌性能,使用寿命长。使用本产品加工汽车缸体,使用过程中本产品不易腐败变质、不产生铝缓蚀问题、人体适应性好、刀具使用寿命长、加工环境好。

对比例1的配方为:

植物油合成酯:20%-50%

乳化剂:12%-20%

润滑剂:5%-8%

极压剂:3%-8%

偶合剂:1%-3%

非磷非硅类铝缓蚀剂:1%-5%

防锈剂:3%-8%

杀菌剂:1%-3%

pH稳定剂:20-30%

消泡剂:0.2-1%

水:10-25%

表1实施例1、实施例2的性能结果和对比例1对比

本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案,凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

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