专利名称:抑制金属加工过程中钴渗出的方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制金属加工过程中钴渗出的方法。
背景技术：
在金属的加工过程中，通常需要在加工工件和工具之间加入适当的润滑剂，以起到润滑、冷却、防锈和清洗等作用。实际应用中，通常需要加入一些化合物以延长润滑剂的使用寿命。而对以钴为粘结剂硬质合金的加工而言，由于这些加入的化合物中通常含有硫、氯、羧基和羟基等基团，会导致硬质合金中钴的渗出。该腐蚀不仅影响工件或刀具的外观、尺寸以致性能，润滑剂中高浓度的钴离子还会危害人体健康。
国外自20世纪80年代就开展了相关工作。John M.McChesney等在US4315889中公开了一种通过特别加入三氮唑或噻二唑类化合物有效抑制钴渗出的方法。Skld Rolf等在US4976919中介绍了通过烷基醇胺类物质起到抑钴的作用。Skld Rolf在专利US6432890中将单或二烷基磷酸酯与烷基醇胺复合使用，可以进一步改善金属加工液的抑钴效果。但含磷的水溶性切削液废液排放易使水体富营养化，藻类大量繁殖带来危害。
发明内容本发明所要解决的技术问题是现有常用切削液在含钴硬质合金加工过程中钴易渗出。本发明提供一种新的抑制含钴硬质合金加工过程中钴渗出的方法。该方法具有优良的抑制钴渗出性能，同时具有良好的杀菌效果及具有良好的防锈性能的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种抑制金属加工中钴渗出的方法，在含钴金属加工过程中，在加工用切削液原液中加入吗啉类化合物，吗啉类化合物在切削液中的重量百分比浓度为0.5～10％，其中吗啉类化合物具有(I)或(II)的化学通式
式(I)中R选自含1～16个碳原子的烃基，式(II)中n为1～4的整数。
上述技术方案中，吗啉类化合物在金属加工切削液中的重量百分比浓度优选范围为2～8％；式(I)中R优选方案选自含6～14个碳原子的烃基，式(II)中n优选取值为1或2。切削液优选方案为以重量百分比计切削液原液中还包括以下组分a)1～40％的防锈剂；b)1～80％的醇胺、无机碱或其混合物；c)余量的水、基础油或其混合物。防锈剂优选方案选自硼酸、脂肪酸、对叔丁基苯甲酸中的至少一种，其中脂肪酸选自含2～18个碳原子的一元或二元羧酸中的至少一种，优选方案为含4～12个碳原子的一元或二元羧酸中的至少一种；以重量百分比计，防锈剂的用量优选范围为3～30％；醇胺优选方案选自三异丙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或乙基二乙醇胺中的至少一种，无机碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种，以重量百分比计醇胺、无机碱或其混合物的用量为3～60％。基础油优选方案选自矿物型基础油或合成型基础油中的至少一种。切削液优选方案为以重量百分比计切削液原液中还包括选自0.5～10％的极压剂、0.5～20％的表面活性剂、0.001～5％的抗泡剂或0.005～5％的偶合剂中的至少一种，其中极压剂优选方案选自硫化猪油、磺化或硫化植物油中的至少一种，以重量百分比计极压剂的用量优选范围为1～8％；表面活性剂优选方案为选自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯、多元醇酯、磺酸钠或醇胺皂中的至少一种，以重量百分比计表面活性剂的用量优选范围为1％～8％；抗泡剂优选方案选自聚醚类抗泡剂或乳化硅油中的至少一种，以重量百分比计抗泡剂的用量优选范围为0.005～0.1％；偶合剂优选方案选自异丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一种，以重量百分比计偶合剂的用量优选范围为0.01～3％。本发明中所述的金属加工切削液浓缩液加工用的重量百分比浓度为切削液浓缩液的2～15％，优选范围为3～10％。
本发明中由于吗啉类化合物能够在金属加工表面形成保护层，从而能够起到抑制钴渗出和防锈的效果；另外由于吗啉化合物为甾醇合成抑制剂类杀菌剂，因此具有较好的杀菌、抑菌效果。
采用本发明的技术方案，通过在金属加工切削液中加入吗啉类化合物，用于含钴硬质合金的加工过程，其抑钴性能达到＜15ppm的效果，同时具有较好的杀菌效果和防锈性能，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施方式
实施例1
按照表1中的质量百分比，分别称取6克N-正十三烷基吗啉、3克月桂酸、7.5克壬酸、5克二甲基乙醇胺、3克三异丙醇胺、14克石油磺酸钠、3克TX-10和58.49克L-AN15基础油，在50～70℃温度下加热溶解，搅拌均匀，然后加入0.01克乳化硅油，继续搅拌至均匀，可得到淡黄色透明液体。将该液体按照5重量％比例加水稀释后得到稀释液。
抑钴性能试验所采用粉末合金材料，从某加工车间取来后精磨取得。试验时，先量取100毫升稀释液，然后加入5克含钴的粉末合金材料，充分振摇2分钟后常温放置，之后每间隔8小时振摇一次。5天后液体中钴的溶解量用默克公司的分析棒测定。液体中的钴含量越低，说明该试验液体防渗钴的能力越强。防锈试验采用IP287方法，以锈蚀面积(％)记，锈蚀面积越大，样品的防锈能力越差。杀菌试验按照ASTM3946方法，测试经动态培养后切削液中的细菌个数。细菌个数越少，说明切削液的杀菌性能越好。试验结果见表2。
实施例2～7
和
比较例1～2
按
实施例1
的各个步骤及条件制备切削液及进行抑钴试验及杀菌试验，只是改变切削液原液组成成份及含量，其切削液组成见表1，试验结果见表2。
表1
TX-7，辛基酚聚氧乙烯醚7，上海高化三厂 TX-10，辛基酚聚氧乙烯醚10，上海高化三厂Emulgen M，脂肪酸聚氧乙烯醚，Clariant公司 T-80，山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，天津助剂厂6501，十二烷基二乙醇酰胺，上海助剂二厂 S-60，失水山梨醇油酸酯，天津助剂厂S-80，失水山梨醇油酸酯，天津助剂厂 L-AN5，全损耗系统用油，高桥炼油厂L-AN15，全损耗系统用油，高桥炼油厂 L-AN32，全损耗系统用油，高桥炼油厂T9，环烷基油，尼纳斯公司 T22，环烷基油，尼纳斯公司XBE-2000，聚氧丙烯丙二醇醚，清江石油化工厂 泡敌，丙三醇聚氧丙烯氧乙烯醚，滨州化工厂液碱30％NaOH溶液，上海晶壹化工胶粘剂有限公司表2
权利要求
1.一种抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于在含钴硬质合金加工过程中，在加工用切削液浓缩液中加入吗啉类化合物，吗啉类化合物在切削液中的重量百分比浓度为0.5～10％，其中吗啉类化合物具有(I)或(II)的化学通式 式(I)中R选自含1～16个碳原子的烃基，式(II)中n为1～4的整数。
2.根据权利要求
1所述的抑制金属加工中钴渗出的方法，其特征在于吗啉类化合物在金属加工切削液浓缩液中的重量百分比浓度为2～8％；式(I)中R选自含6～14个碳原子的烃基，式(II)中n为1或2。
3.根据权利要求
1所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于切削液浓缩液以重量百分比计包括以下组分a)1～40％的防锈剂；b)1～80％的醇胺、无机碱或其混合物；c)余量的水、基础油或其混合物。
4.根据权利要求
3所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于防锈剂选自硼酸、脂肪酸或对叔丁基苯甲酸中的至少一种，以重量百分比计，防锈剂的用量为3～30％；醇胺选自三异丙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或乙基二乙醇胺中的至少一种，无机碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种，以重量百分比计醇胺、无机碱或其混合物的用量为3～60％。
5.根据权利要求
4所述的抑制金属加工中钴渗出的方法，其特征在于脂肪酸选自含2～18个碳原子的一元或二元羧酸中的至少一种。
6.根据权利要求
3所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于基础油选自矿物型基础油或合成型基础油中的至少一种。
7.根据权利要求
3所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于以重量百分比计切削液浓缩液中还包括选自0.5～10％的极压剂、0.5～20％的表面活性剂、0.001～5％的抗泡剂或0.005～5％的偶合剂中的至少一种。
8.根据权利要求
7所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于极压剂选自硫化猪油、磺化或硫化植物油中的至少一种，以重量百分比计极压剂的用量为1～8％；表面活性剂选自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯、多元醇酯、磺酸钠或醇胺皂中的至少一种，以重量百分比计表面活性剂的用量为1～8％；抗泡剂选自聚醚类抗泡剂或乳化硅油中的至少一种，以重量百分比计抗泡剂的用量为0.005～0.1％；偶合剂选自异丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一种，以重量百分比计偶合剂的用量为0.01～3％。
9.根据权利要求
1所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于切削液浓缩液加工用的使用重量百分比浓度为切削液浓缩液的2～15％。
10.根据权利要求
9所述的抑制金属加工过程中钴渗出的方法，其特征在于切削液浓缩液加工用的使用重量百分比浓度为切削液浓缩液的3～10％。
专利摘要
本发明涉及一种抑制金属加工过程中钴渗出的方法，主要用于解决现有常用切削液在含钴硬质合金加工过程中钴渗出的技术问题。本发明通过采用在含钴硬质合金加工用金属切削液中加入了吗啉类化合物，其中吗啉类化合物具有(I)或(II)的化学通式式(I)中R选自H或含1～16个碳原子的烃基，式(II)中n为1～4的整数的技术方案较好地解决了该问题，可用于含钴硬质合金的各种切削加工过程中。
文档编号C10N40/22GK1995301SQ200610119339
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月8日
发明者巩清叶, 傅树琴, 李谨, 周勤祖, 朱明 , 肖剑 申请人:中国石油化工股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan