浓金属加工流体和金属加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种浓金属加工流体和金属加工方法。
【背景技术】
[0002] 金属加工流体（包括成型流体、保护流体、移动流体以及处理流体）的市场正在发 展，并且与运输业、金属制造业、机械设备、原铁产品以及原铝产品的发展有关。
[0003] 存在四种主要类型的金属加工流体：基于纯油的产品（straight oil based product)、可溶性油、半合成油以及合成金属加工流体。后三者均为基于水的流体。在这四 种类型的金属加工流体中，合成金属加工流体依靠基于纯油的产品和可溶性油而发展。除 了如改良的技术、增强的环境要求以及新设备的安装等其它因素之外，高速切割技术应用 的增加和持续上升的原油价格是促使基于水的金属加工流体发展的两个主要驱动因素。这 对于绿地投资尤其如此。
[0004] 已经已知基于水的合成金属加工流体多年。这些流体通常含有90%-99%的水， 并且包括增强性能的添加剂。这些流体提供了极佳的冷却能力和在多数情况下的良好润滑 作用，使得经加工的金属部件具有良好的表面加工并且工具寿命视为良好。然而，已经广泛 确认，基于水的流体通常不具有基于纯油的产物可以具有的极佳润滑特性。此外，如果其未 充分地经腐蚀抑制剂保护，那么其可能因其高水含量而易于引起铁腐蚀。许多努力已经集 中于研发用于合成金属加工流体的新添加剂。一个探索领域是新泡沫控制添加剂。泡沫控 制是越来越重要的性能需求，因为生产工程行业中的加工速度持续增加，导致更高的流体 扰动并且使空气进入流体。聚烷二醇已经在基于水的金属加工流体中用作泡沫控制添加 剂，并且这些往往是基于环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段或反嵌段共聚物。一个实例是来自巴 斯夫（BASF)的普朗尼克 PE6100 (Pluronic PE6100)。
【发明内容】
[0005] 本发明是一种浓金属加工流体和金属加工方法。
[0006] 在一个实施例中，本发明提供一种浓金属加工流体，其包含60重量％到90重量％ 基础油，所述基础油选自由水溶性聚烷二醇、甲氧基聚乙二醇、聚乙二醇以及其两者或超过 两者的组合组成的群组；5重量％到20重量％二醇醚；0. 01重量％到5重量％油溶性聚烧 二醇；以及〇. 2重量％到6重量或多种添加剂，所述添加剂选自由抗熔接剂、腐蚀抑制 剂、极压添加剂、缓冲剂、杀生物剂、润滑添加剂以及其两者或超过两者的组合组成的群组。
【具体实施方式】
[0007] 本发明是一种浓金属加工流体和金属加工方法。
[0008] 根据本发明的浓金属加工流体包含60重量％到90重量％基础油，所述基础油选 自由水溶性聚烷二醇、甲氧基聚乙二醇、聚乙二醇以及其两者或超过两者的组合组成的群 组；5重量％到20重量％二醇醚；0. 01重量％到5重量％油溶性聚烧二醇；以及0. 2重量％ 到6重量％ -或多种添加剂，所述添加剂选自由抗熔接剂、腐蚀抑制剂、极压添加剂、缓冲 剂、杀生物剂、润滑添加剂以及其两者或超过两者的组合组成的群组。
[0009] 在一替代实施例中，本发明进一步提供一种金属加工方法，其包含提供金属物件； 使金属物件经受表面加工、工具加工、切割、研磨、抛光、塑形、成型或弯曲工艺中的一或多 者；以及将金属加工流体施加到金属物件的至少一部分上，其中金属加工流体包含75重 量％到99重量％水和25重量％到1重量％浓金属加工流体，其中浓金属加工流体包含60 重量％到90重量％基础油，所述基础油选自由水溶性聚烷二醇、甲氧基聚乙二醇、聚乙二 醇以及其两者或超过两者的组合组成的群组；5重量％到20重量％二醇醚；0. 01重量％到 5重量％油溶性聚烧二醇；以及0重量％到6重量或多种添加剂，所述添加剂选自由抗 熔接剂、腐蚀抑制剂、极压添加剂、缓冲剂、杀生物剂、润滑添加剂以及其两者或超过两者的 组合组成的群组。
[0010] 浓金属加工流体包含60重量％到90重量％基础油。60重量％到90重量％的所 有个别值和子范围都包括在本文中并且在本文中公开；举例来说，基础油的量可以在60重 量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％或85重量％的下限到64重量％、69重 量％、74重量％、79重量％、84重量％、89重量％或90重量％的上限范围内。举例来说，基 础油的量可以在60重量％到90重量％范围内，或在替代方案中，基础油的量可以在60重 量％到75重量％范围内，或在替代方案中，基础油的量可以在75重量％到90重量％范围 内，或在替代方案中，基础油的量可以在68重量％到78重量％范围内，或在替代方案中，基 础油的量可以在70重量％到80重量％范围内。
[0011] 基础油选自由水溶性聚烷二醇、甲氧基封端的聚乙二醇、聚乙二醇以及其两者或 超过两者的组合组成的群组。水溶性聚烷二醇包括例如在商品名称尤康50HB-170 (UCON 50HB-170)、尤康50HB 260以及尤康75H450下出售的那些产品，可购自陶氏化学公司（The Dow Chemical Company)。适用于本发明的其它水溶性聚烧二醇包括水溶性聚乙二醇，包括 在商品名称卞巴蜡PEG-200 (CARBOWAX PEG-200)、卞巴蜡PEG-300以及卞巴蜡PEG-400下可 购自陶氏化学公司的那些产品。可以用于本发明的一实施例的一种例示性甲氧基封端的聚 乙二醇是可购自陶氏化学公司的卞巴蜡MPEG-350。
[0012] 浓金属加工流体包含5重量％到20重量％二醇醚。5重量％到20重量％的所 有个别值和子范围都包括在本文中并且在本文中公开；举例来说，二醇醚的量可以在5重 量％、8重量％、11重量％、14重量％、17重量％或19重量％的下限到6重量％、9重量％、 12重量％、15重量％、18重量％或20重量％的上限范围内。举例来说，二醇醚的量可以在 5重量％到20重量％范围内，或在替代方案中，二醇醚的量可以在5重量％到16重量％范 围内，或在替代方案中，二醇醚的量可以在12重量％到20重量％范围内，或在替代方案中， 二醇醚的量可以在8重量％到18重量％范围内，或在替代方案中，二醇醚的量可以在5重 量％到10重量％范围内。
[0013] 适用于本发明的某些实施例的二醇醚包括在商品名称道诺DPNP二醇醚（D0WAN0L DPNP Glycol Ether)、道诺TPM二醇醚、道诺PNB二醇醚以及道诺TPNB二醇醚下可购自陶 氏化学公司的那些产品。
[0014] 浓金属加工流体包含0. 01重量％到5重量％油溶性聚烷二醇。0. 01重量％到5 重量％的所有个别值和子范围都包括在本文中并且在本文中公开；举例来说，油溶性聚烷 二醇的量可以在0.0 l重量％、〇. 1重量％、1重量％、I. 5重量％、2重量％、2. 51重量％、3重 量％、3.7重量％、4重量％或4.75重量％的下限到0.05重量％、0.4重量％、1.6重量％、 2. 3重量％、3重量％、3. 9重量％、4. 45重量％或5重量％的上限范围内。举例来说，油溶性 聚烧二醇的量可以在0. 01重量％到5重量％范围内，或在替代方案中，油溶性聚烧二醇的 量可以在〇. 01重量％到2. 45重量％范围内，或在替代方案中，油溶性聚烧二醇的量可以在 2. 45重量％到5重量％范围内，或在替代方案中，油溶性聚烧二醇的量可以在0. 1重量％到 2. 5重量％范围内，或在替代方案中，油溶性聚烧二醇的量可以在1重量％到3. 5重量％范 围内。
[0015] 适用于浓金属加工流体和金属加工方法的实施例的油溶性聚烷二醇包括在 API (美国石油学会）组I矿物油中展现10/90到90/10油溶性聚烷二醇/矿物油的重 量百分比含量的可混合性的任何聚烷二醇。可购得的油溶性聚烷二醇包括在商品名称 尤康 OSP-18、尤康 OSP-32、尤康 0SP-46、尤康 OSP-68、尤康 0SP-150、尤康 0SP-220、尤康 0SP-320、尤康0SP-460、尤康0SP-680以及赛诺洛克斯0D-80(SYNAL0X 0D-80)下可获自陶 氏化学公司的那些产品。
[0016] 浓金属加工流体包含0. 2重量％到6重量或多种添加剂，所述添加剂选自由 抗熔接剂、腐蚀抑制剂、极压添加剂、缓冲剂、杀生物剂、润滑添加剂以及其两者或超过两者 的组合组成的群组。0. 2到6的所有个别值和子范围都包括在本文中并且在本文中公开； 举例来说，一或多种添加剂的量可以在0. 2重量％、0. 5重量％、1. 5重量％、2. 5重量％、 3. 5重量％、4. 5重量％或5. 5重量％的下限到0. 3重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4 重量％、5重量％或6重量％的上限范围内。举例来说，一或多种添加剂的量可以在0. 2重 量％到6重量％范围内，或在替代方案中，一或多种添加剂的量可以在0. 2重量％到3. 5重 量％范围内，或在替代方案中，一或多种添加剂的量可以在2. 5重量％到6重量％范围内， 或在替代方案中，一或多种添加剂的量可以在〇. 5重量％到2. 5重量％范围内。
[0017] 在一替代实施例中，本发明提供一种根据本文中所公开的任一实施例的浓金属加 工流体和金属加工方法，例外为基础油包含至少一种选自由包含衍生自环氧乙烷和环氧丙 烷的单元的丁醇引发的共聚物组成的群组的水溶性聚烷二醇。
[0018] 在一替代实施例中，本发明提供一种根据本文中所公开的任一实施例的浓金属加 工流体和金属加工方法，例外为油溶性聚烷二醇选自由包含衍生自环氧丙烷和环氧丁烷的 单元的十二烷醇引发的共聚物、二醇引发的环氧丁烷均聚物以及其两者或超过两者的组合 组成的群组。
[0019] 在一替代实施例中，本发明提供一种根据本文中所公开的任一实施例的浓金属加 工流体和金属加工方法，例外为油溶性聚烷二醇是以〇. 01重量％到2. 5重量％的量存在。
[0020] 在一替代实施例中，本发明提供一种根据本文中所公开的任一实施例的浓金属加 工流体和金属加工方法，例外为油溶性聚烷二醇包含十二烷醇引发的共聚物，其包含衍生 自环氧丙烷和环氧丁烷的单元并且在40°C下运动粘度为IScSt到46cSt。
[0021] 在一替代实施例