本发明涉及微乳化切削液技术，尤其涉及一种通用性铝材加工微乳化切削液、其制备方法及用途。
背景技术：
铝合金密度低，质量轻，但强度较高，接近或超过优质钢，可塑性好，可用于加工成各种型材。同时铝合金有着优良的导热性、导电性和抗腐蚀性，是工业应用中最广泛的一类有色金属材料。在航空航天、汽车、机械制造、电子电器、石油化工等领域已得到广泛应用。而铝材切削液作为加工铝材工序中必不可少的一道环节，对于铝合金的工业发展进程发挥着不可替代的作用。随着现如今铝材各类加工方式及加工材质的增多，部分传统型铝材切削液已经无法满足加工要求，在加工铝材使用过程中会出现以下缺陷：
1、铝材切削加工难度较大，要求切削液具有较高的润滑极压性能和清洗性能。传统铝材切削液清洗性能较差，容易在铝件表面形成残留，造成铝材腐蚀或白斑；
2、传统铝材切削液往往针对某一特定系列铝材进行加工使用，但对不同系列的铝材加工时安全系数低，通用性差，易造成铝材腐蚀；
3、传统铝材切削液体系中含有大量酸性物质或润滑成分，使用后易发生酸败进而滋生细菌，影响工作液状态，缩短切削液使用寿命，进而影响铝材加工；
4、传统铝材切削液对于黑色金属防锈性能普遍偏弱，使用时会造成机床台面或设备腐蚀的风险；
5、传统铝材切削液抗硬水性能较差，在加工铝材时，部分铝材中的镁离子会逐渐析出，导致工作液硬度增高，进而对铝材加工造成影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对传统铝材切削液体系存在的诸多问题，提出一种通用性铝材加工微乳化切削液，该微乳化切削液工作性能优越、安全系数高，通用性强。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种通用性铝材加工微乳化切削液，包括重量配比如下的各组分：
进一步地，所述通用性铝材加工微乳化切削液，包括重量配比如下的各组分：
进一步地，所述碱性物质为一乙醇胺mea、二乙醇胺dea、三乙醇胺tea、甲基二乙醇胺mdea、一异丙醇胺mipa、二甘醇胺dga和二环己胺dcha中的一种或多种的混合。
进一步地，所述金属防锈剂为癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸和三元酸的一种或多种的混合。
进一步地，所述金属缓蚀剂为苯并三氮唑bta、甲基苯并三氮唑tta和2-巯基苯骈噻唑mbt和磷酸酯中的一种或多种的混合。
进一步地，所述润滑极压剂为氯化石蜡、硫化烯烃、硫化猪油、磷酸酯、磷酸盐、zddp、四聚蓖麻油酸酯和三羟甲基丙烷油酸酯中的一种或多种的混合。
进一步地，所述抗硬水剂为氮川三乙酸nta、乙二胺四乙酸edta、氨基三亚甲基膦酸atmp、二乙烯三胺五甲叉膦酸dtpmp和醇醚羧酸中的一种或多种的混合。
进一步地，所述阴离子表面活性剂为妥尔油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、烷基苯磺酸钠las、脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠aes和脂肪酸甲酯磺酸钠mes中的一种或多种的混合。
进一步地，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基聚葡萄糖酸酐、脂肪酸甲酯乙氧基化合物ffee和失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或多种的混合。
进一步地，所述基础油为10号白油、150bs矿物基基础油、150sn石蜡基矿物油和400sn石蜡基矿物油中的一种或多种的混合。
进一步地，所述杀菌剂为n,n-亚甲基双吗啉(mbm)、1-2苯并异噻唑啉-3-酮(bit20)、正-丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(bbit25、bbit98)和丁基氨基甲酸碘代丙炔酯(ipbc30)中的一种或多种复配。
进一步地，所述偶合剂为格尔伯特醇、二乙二醇单丁醚、乙二醇甲醚和丙三醇中的一种或多种。
进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，优选为道康宁1247、康宁1267和康宁ms575中的一种或多种的混合。
本发明的另一个目的还公开了一种通用性铝材加工微乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照配比将水、碱性物质、金属防锈剂混合搅拌均匀，至固体完全溶解；
步骤二：按照配比加入基础油、润滑极压剂、抗硬水剂、金属缓蚀剂、阴离子表面活性剂、杀菌剂混合搅拌均匀；
步骤三：按照配比加入偶合剂、非离子表面活性剂混合搅拌均匀；
步骤四：按照配比加入消泡剂，搅拌均匀得到一种通用性铝材加工微乳化切削液。
本发明的另一个目的还公开了一种通用性铝材加工微乳化切削液的用途
1、使用切削液前选用适当清洗剂彻底清洗掉贮液槽和设备中原有的金属加工液、切屑和污物；如果贮液槽已经被生物污染，可选用合适的杀菌剂进行杀菌处理；溶液循环30分钟，然后排放；最后加入工作液循环均匀后便可使用。
工作液配制方法；使用清洁的自来水按一定比例稀释一种通用性铝材加工微乳化切削液，均匀搅拌，乳化完全后即可使用。
工作液的浓度(质量百分比)：
磨削：2～4％；中度加工；3～5％；
锯削：3～5％；重度加工：5～10％。
可根据加工工件的材质、加工要求等调整使用浓度。
进一步地，箱液的日常维护：当箱液需要补充时，应加水同时加入相应比例的产品，在使用期间应及时清除箱液内的切屑和机床漏出的浮油，定期监测箱液的ph值和浓度，并适当补充或更换新液。
本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液用于加工铝制、铜制、铁制工件、零件、材料等领域。所述铝制为铝合金(1系、2系、3系、5系、6系、7系等)、压铸铝等；所述铜制为铜合金、纯铜等；所述铁制为钢件、铁件等。本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液及其制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液属于浓缩型产品，低浓度稀释使用，平均使用成本低。
2)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液因加入了特殊结构的磷酸酯组分与bta组分进行复配，使其具有对于不同系列的铝材安全系数高，通用性强的功能，可以降低加工过程中由于铝材变色带来的风险。
3)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液用于不同系列的铝材，因加入了聚合度优异的聚合酯组分与氯化石蜡组分进行复配，使其具有良好的润滑极压性能，对于各类切削粗加工及攻丝、钻孔等精加工，可以延长刀具使用寿命，提高工件表面的光洁度。
4)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液因加入了特殊碳链长度的脂肪醇聚氧乙烯醚组分与清洗性能优良的妥尔油、蓖麻油脂肪酸组分，使其具有优秀的冷却性能和清洗性能，可以保证工件形状、尺寸和加工精度，同时降低由于铝屑残留而带来的铝材腐蚀的风险。
5)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液因加入了杀菌性能优良的mbm组分与一异丙醇胺组分，使其具有优良的抗腐败性能，体系中醇胺与杀菌剂适合的搭配比例，可以大大延长工作液的使用寿命，延长换液周期，生物稳定性极佳。
6)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液因加入了特殊短碳链结构的醇醚羧酸，使其具有优秀的抗硬水性能，在自来水条件下不会出现明显的析皂现象，适合于绝大部分水质条件，可以一定程度降低加工过程中镁离子析出带来硬度升高的问题。
7)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液对人体无毒副作用、对环境无公害、废液易处理，组分中不含亚硝酸盐、硼酸等物质，属环保型产品。
8)本发明一种通用性铝材加工微乳化切削液配方运输、储存安全方便。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种通用性铝材加工微乳化切削液，包括重量配比如下的各组分：
所述碱性物质为三乙醇胺、一异丙醇胺和甲基二乙醇胺，其配比为5:2:3；金属防锈剂为十二碳二元酸和三元酸，其配比为1:4；金属缓蚀剂为苯丙三氮唑bta和磷酸酯，其配比为3:7；润滑极压剂为四聚蓖麻油酸酯和氯化石蜡，其配比为2:1；抗硬水剂为醇醚羧酸；阴离子表面活性剂为妥尔油脂肪酸和蓖麻油脂肪酸，其配比为5:3；非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，基础油为10号白油，杀菌剂为mbm，偶合剂为二乙二醇单丁醚，消泡剂为道康宁1267。本发明如无特殊说明，配比均为质量比。
通用性铝材加工微乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将水、碱性物质、金属防锈剂混合搅拌均匀，至固体完全溶解；
步骤二：加入基础油、润滑极压剂、抗硬水剂、金属缓蚀剂、阴离子表面活性剂、杀菌剂混合搅拌均匀；
步骤三：加入偶合剂、非离子表面活性剂混合搅拌均匀；
步骤四：加入消泡剂，搅拌均匀制备得到一种通用性铝材加工微乳化切削液。
理化性能如下：
外观：黄色透明液体
密度：1.011g/cm3
原液折光：73
透明度：透明或半透明
ph值：9.30
表面张力：30.00mn/m
泡沫性：≤2ml/10min
腐蚀性：依据gb/t6144-2010进行测试，(55±2℃，铝片、紫铜，全浸):合格
备注：铝片型号包括纯铝、adc12、1系、2系、3系、6系、7系铝材代表。
防锈性：依据gb/t6144-2010进行测试，(35±2℃，rh＞95％，铸铁，单片、叠片)：合格
(以上检测项目均按3％稀释液)
原液稳定性(50±2℃，30天)：稳定均一，无分层；
原液稳定性(5±1℃，30天)：稳定均一，无分层。
润滑性应用试验：攻丝扭矩试验机测试法
试验条件：丝锥类型：挤压丝锥；试验试块：al-7075m4f/3.720mm；转速：1000r/min；深度：12mm；产品浓度wt10％；
试验结果：
平均扭矩(mean％)
试验结果如表1所示：
表1试验结果
测试验结论：一种通用性铝材微乳化液相对于市场上的对比样品a、b、c，润滑性能均有优势。
腐蚀性应用试验：高温半浸浸泡试验法
试验条件：温度:55℃；时间：48h
试验对象：一种通用性铝材加工微乳切削液、市面某同类样品
试验方法：分别将纯铝、2a14、5056、6061、6063、7050、7075、adc12、s-264等不同系列铝合金表面用砂纸进行打磨，使用一种通用性铝材加工微乳化切削液与市面某同类样品半浸浸泡于规定温度的烘箱中，于规定时间后取出观察不同系列铝合金表面的腐蚀变色情况。
试验结果：上述不同系列铝合金使用一种通用性铝材加工微乳化切削液浸泡后，表面均无明显腐蚀变色；使用市面某同类样品浸泡后，部分铝合金表面出现发黑、点蚀等腐蚀。
试验结论：一种通用性铝材加工微乳化切削液对于不同系列铝材的保护能力优于市面上某同类样品。
实施例2
本实施例公开了一种通用性铝材加工微乳化切削液，包括重量配比如下的各组分：
所述碱性物质为一乙醇胺、二乙醇胺和二环己胺，其配比为1:2:1；金属防锈剂为癸二酸和十一碳二元酸，其配比为5:2；金属缓蚀剂为甲基苯丙三氮唑tta和磷酸酯，其配比为1:1；润滑极压剂为三羟甲基丙烷油酸酯、磷酸酯和氯化石蜡，其配比为12:3:5；抗硬水剂为乙二胺四乙酸edta，阴离子表面活性剂为菜籽油脂肪酸和蓖麻油脂肪酸，其配比为5:4；非离子表面活性剂为失水山梨醇单油酸酯，基础油为150sn，杀菌剂为bit20、ipbc30，其配比为3:2；偶合剂为格尔伯特醇，消泡剂为道康宁1247。
通用性铝材加工微乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将水、碱性物质、金属防锈剂混合搅拌均匀，至固体完全溶解；
步骤二：加入基础油、润滑极压剂、抗硬水剂、金属缓蚀剂、阴离子表面活性剂、杀菌剂混合搅拌均匀；
步骤三：加入偶合剂、非离子表面活性剂混合搅拌均匀；
步骤四：加入消泡剂，搅拌均匀制备得到一种通用性铝材加工微乳化切削液。
理化性能如下：
外观：琥珀色透明液体
密度：1.008g/cm3
原液折光：75
透明度：透明或半透明
ph值：9.40
表面张力：30.00mn/m
泡沫性：≤2ml/10min
腐蚀性：依据gb/t6144-2010进行测试，(55±2℃，铝片、紫铜，全浸):合格
备注：铝片型号包括纯铝、adc12、1系、2系、3系、6系、7系铝材代表。
防锈性：依据gb/t6144-2010进行测试，(35±2℃，rh＞95％，铸铁，单片、叠片)：合格
(以上检测项目均按3％稀释液)
原液稳定性(50±2℃，30天)：稳定均一，无分层；
原液稳定性(5±1℃，30天)：稳定均一，无分层
润滑性应用试验：攻丝扭矩试验机测试法
试验条件：丝锥类型：挤压丝锥；试验试块：al-7075m4f/3.720mm；转速：1000r/min；深度：12mm；产品浓度wt10％；
试验结果：
平均扭矩(mean％)
试验结果如表2所示：
表2试验结果
试验结论：一种通用性铝材微乳化液相对于市场上的对比样品a、b，润滑性能均有优势。
腐蚀性应用试验：高温半浸浸泡试验法
试验条件：温度:55℃；时间：48h
试验对象：一种通用性铝材加工微乳切削液、市面某同类样品
试验方法：分别将纯铝、2a14、5056、6061、6063、7050、7075、adc12、s-264等不同系列铝合金表面用砂纸进行打磨，使用一种通用性铝材加工微乳化切削液与市面某同类样品半浸浸泡于规定温度的烘箱中，于规定时间后取出观察不同系列铝合金表面的腐蚀变色情况。
试验结果：上述不同系列铝合金使用一种通用性铝材加工微乳化切削液浸泡后，表面均无明显腐蚀变色；使用市面某同类样品浸泡后，部分铝合金表面出现发黑、点蚀等腐蚀。
试验结论：一种通用性铝材加工微乳化切削液对于不同系列铝材的保护能力优于市面上某同类样品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。