专利名称:一种高速强力成形磨(切)削无烧伤冷却润滑液及制备方法
本发明涉及一种用于磨、切削尤其是用于高速强力和高速成形磨削的冷却润滑液。
高速强力磨削(深切、快进)、高速成形磨削是近代发展起来的磨削加工新工艺之一。具有加工效率高(直接磨至规定形状、尺寸和精度)，工件表面质量高等优点。但是，砂轮线速度大幅度地提高(通常、砂轮线速度达60～90米/秒)，必然引起磨削过程所产生的磨削热比普通磨削产生的磨削热增大很多，因此极易导致工件表面产生黄色至深褐色的烧伤层，从而影响工件表面质量和外观，严重的，则导致工件报废。
面对这一“大磨削热”问题，已有的由基础油加添加剂构成的各种普通油溶性冷却润滑液已不能胜任。国内外通常倾向于发展和使用水溶性冷却润滑液。实践证明水溶性冷却润滑液虽有一定的提高散热性能，改善工件烧伤的效果，但是，与使用油溶性冷却润滑液相比，使用水溶性冷却润滑液则又通常表现出磨削比(G)较小，即同一金属切除量砂轮的磨耗量较大这一重要的技术缺陷。尤其是薄形砂轮作沟槽成形磨削，磨耗就更为明显和严重。这对于高速强力成形磨削所赖为根本的由极小的砂轮磨耗来获得砂轮型面良好的保持性从而保证成形工件的高精度和高质量这一技术关键来说，无疑构成了一种很难克服的矛盾。
本发明的目的，正是针对水溶性冷却润滑液上述磨削比(G)小即砂轮磨耗大的缺点，和已有的普通油溶性冷却润滑液散热差，容易造成工件烧伤等缺点进行改进;本发明从改善磨削条件，减少或抑制磨削热生成入手，选用一系列添加剂，经反复优化，求得了最佳复合效果，从而使防止烧伤和减缓砂轮磨耗以保证并提高加工精度这二项技术要求同时获得满意的解决。
本发明冷却润滑液的组份构成和配制方法如下70%～92%(重)运动粘度40℃10～30厘斯(CSt)的精制矿物油，3%～20%(重)氯化石蜡(含氯量40%或50%)，0.5%～10.0%(重)油酸，0.1%～5.0%(重)化学通式为R′OOC-R-COOR′〔式中R为具有1～19个碳原子的烷撑基团或苯撑基团，R′为烷基基团且每一个烷基基团含有1～10个碳原子〕的二酯，0.5%～5.0%(重)烷基磷酸酯，0.2%～3.0%(重)山梨糖醇酐油酸酯，0.2%～4.0%(重)碱土金属磺酸盐。
制作时，按上述组份配比，先取精制矿物油组份的10%边加热边搅拌，温度升至110℃时加入碱土金属磺酸盐组份，充分溶解后停止加热，温度降至70±5℃时依次加入山梨糖醇酐油酸酯组份，氯化石蜡组份，温度降至60℃时加入预先混合好的油酸组份、烷基磷酸脂组份和上述“二酯”组份的混合物。最后再加入剩余的精制矿物油，搅拌、冷至室温。
按照上述组份和配制方法配成的本发明冷却润滑液还可以与其它添加剂复合应用。
例如
1.可分别与0.0005%～0.003%(重)二甲基硅油;0.5%～5.0%(重)硫化脂肪油;0.5%～5.0%(重)化学通式为R″-COOR′′′〔式中R″为具有7-21个碳原子的烷基基团或烯基基团、R′′′为具有1-10个碳原子的烷基基团〕的单酯复合。
2.已复合了0.0005%-0.003%(重)二甲基硅油后的复合液还可与0.5%～5.0%(重)硫化脂肪油或者0.5%～5.0%(重)上述的“单酯”再复合。
3.已复合了0.0005%～0.003%(重)二甲基硅油后的复合液还可与0.5%～5.0%(重)硫化脂肪油和0.5%～5.0%(重)上述“单酯”一起共同复合。
本发明冷却润滑液及其上述的复合液均可用于其它的切、磨削加工，例如用于插齿、剃齿、拉削、铣削、车削、强力磨削等加工中作优良的切削液和磨削液，显著提高工件表面光洁度，延长刀具使用寿命。
如前所述，由于本发明系从改善磨削条件，减少，抑制磨削热生成这一方面入手而“治本”的，因此在解决磨削工件烧伤，减缓砂轮磨耗，提高砂轮型面的保持性从而稳定和提高加工件精度以及防止工件腐蚀诸方面均获得了满意的独特的效果。
例1.使用本发明冷却润滑液，在MKS-9306钻头磨沟磨背机床上，使用国产砂轮ZR2(粒度100)，砂轮线速度80米/秒，成形磨削经淬火处理的W18Cr4V高速工具钢棒料，均获得表面无烧伤，抽样实测表面粗糙度RZ为1.45～2.5um(按GB1031-83《表面粗糙度参数及其数值》、《直柄磨花钻标准(报批稿)》“精密麻花钻沟槽RZ不大于6.3um”)，精度完全达到工艺要求的麻花钻成品。
例2，使用本发明冷却润滑液和普通油溶性冷却润滑液，在砂轮修整、磨削进给量、冷却液压力、流量、砂轮、工件诸因素完全相同的情况下各磨10支经淬火处理的W18Cr4V高速工具钢棒料成形为麻花钻，分别测量钻头尖部芯厚，结果如下表(单位毫米)
从表中可以看出使用本发明冷却润滑液磨得的麻花钻精度稳定，其钻头尖部芯厚最大值与最小值相差仅0.03毫米;而用普通油溶性冷却润滑液时，其钻头尖部芯厚最大值与最小值相差则达0.14毫米，约为前者的5倍。而且，表中所列的钻头尖部芯厚实测数据清楚地描述出使用普通油溶性冷却润滑液时，砂轮磨耗大-砂轮半径减小-切入深度减小-钻头尖部芯厚增大这一显然的趋势;而使用本发明冷却润滑液时则完全无此情形和趋势。所以，本发明冷却润滑液对于减缓砂轮磨耗，提高砂轮型面保持性，确保加工件精度以及批量加工时的精度稳定性的效果是至为显著的。
例3，优良的防腐蚀性能将本发明冷却润滑液装入6支试管，然后每支试管分别浸入50×10×3毫米的T1铜片，45＃钢片，铸铁片各一片，且每种金属片各浸2只试管;放入100℃烘箱并保持6小时后取出，经检测，均未发生腐蚀。(而一般冷却润滑液，例如硫化切削油的腐蚀试验条件通常只要求钢片50℃、3小时。)本发明冷却润滑液的各个组份均系国产制剂，成本低廉。
权利要求
1.一种向基础油内加入若干添加剂用于磨、切削尤其是高速强力磨削，高速成形磨削的冷却润滑液，其特征在于由以下物质按以下配比组成70%～92%(重)运动粘度40℃时10～30厘斯(CSt)的精制矿物油，3%～20%(重)氯化石蜡(含氯量40%～50%)，0.5%～10.0%(重)油酸，0.1%～5.0%(重)化学通式为R′OOC-R-COOR′[式中R为具有1～19个碳原子的烷撑基团或苯撑基团，R′为烷基基团且每一个烷基基团含有1～10个碳原子]的二酯，0.5%～5.0%(重)烷基磷酸酯，0.2%～3.0%(重)山梨糖醇酐油酸酯，0.2%～4.0%(重)碱土金属磺酸盐。
2.依据权利要求
1所述的冷却润滑液，其特征在于，可以复合0.0005%～0.003%(重)的二甲基硅油。
3.依据权利要求
1所述的冷却润滑液，其特征在于，可以分别与0.5%～5.0%(重)的硫化脂肪油或者0.5%～5.0%(重)化学通式为R″-COOR′′′，〔式中R″为具有7-21个碳原子的烷基基团或烯基基团，R′′′为具有1～10个碳原子的烷基基团〕的单酯复合。
4.依据权利要求
3所述的复合冷却润滑液，其特征在于还可以与0.0005%～0.003%(重)二甲基硅油复合。
5.依据权利要求
1所述的冷却润滑液，其特征在于可以与0.0005%～0.003%(重)二甲基硅油，0.5%～5.0%(重)硫化脂肪油、0.5%～5.0%(重)化学通式为R″-COOR′′′〔式中R″为具有7～21个碳原子的烷基基团或烯基基团、R′′′为具有1～10个碳原子的烷基基团〕的单酯一起复合。
6.一种向基础油中加入若干添加剂组份并伴以适当加热和搅拌，制备用于磨、切削尤其是高速强力，高速成形磨削冷却润滑液的方法，其特征在于先取精制矿物油组份的10%加热、搅拌，当其温度升至110℃时加入碱土金属磺酸盐组份，充分溶解后停止加热，冷却至70±5℃时依次加入山梨糖醇酐油酸酯组份、氯化石蜡组份，温度降至60℃时加入预先混合好的油酸组份、烷基磷酸酯组份和化学通式为R′OOC-R-COOR′〔式中R为具有1～19个碳原子的烷撑撑基团或苯撑基团、R′为烷基基团且每一个烷基基团含有1～10个碳原子〕的二酯组份的混合物，最后加入剩余的精制矿物油组份，搅拌、冷至室温。
专利摘要
一种用于磨、切削尤其是用于高速强力，高速成形磨削的冷却润滑液，从抑制和减少磨削热生成入手，研究出新的添加剂组合配方，并获最佳复合效果。满意地解决了高速强力磨削，高速成形磨削中最常见又最不易解决的工件烧伤问题，以及砂轮磨耗而导致加工件精度降低的问题。为高速强力磨削，高速成形磨削新工艺及其发展提供了一种优良的冷却润滑液。
文档编号C10M131/00GK86103006SQ86103006
公开日1987年1月24日 申请日期1986年4月28日
发明者王忠汉 申请人:武汉机床厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan