一种切削液及其制备方法和应用与流程

本发明涉及金属切削，尤其涉及一种切削液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、金属材料如铝合金、钛合金以及铸钢等，由于其具有优良的特性，所以其应用范围较为广泛，尤其在航空航天领域的应用中，对由金属材料制备的零件的表面质量、加工精度要求较为苛刻。因此，零件在机械加工过程中，需要使用切削液进行冷却，并润滑刀具和零件，从而获得质量的零件。

2、现有的金属切削液大多含有硫、磷、卤素等元素，一方面这些元素的氧化物会对环境造成污染，危害人的身体健康；另一方面，在切削过程中含这些元素的添加剂易分解产生硫化物和/或氯化物，从而导致零件和机床生锈，特别是在加工铸铁、铸钢类零件时更为明显。

3、目前符合环保型切削液(不含hap(多环芳香烃)和bap(苯并芘)等多环芳烃的矿物基/植物基/合成加工油)应用于不同金属时减摩抗磨、抗极压性能并不突出，无法明显地改善产品加工质量，并且成本较高。因此，亟需一种多金属兼用环保型切削液。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供了一种切削液及其制备方法和应用，用以解决现有金属切削液性能和通用性较差的问题。

2、一方面，本发明提供了一种切削液，按照重量百分比计，包括甘油聚氧乙烯醚1～20wt％，改性硼酸粉末0.5～5wt％，羟基硅酸镁0.1～2wt％，余量为水；

3、所述改性硼酸粉末的制备步骤包括：将硼酸粉末、无水乙醇、椰油酸二乙醇酰胺和去离子水混合，并在40-50℃的温度下混合搅拌6-10h，最后经过-40℃真空冷冻、干燥后制得。

4、进一步地，所述甘油聚氧乙烯醚为5～15wt％，所述改性硼酸为2～3.5wt％，所述羟基硅酸镁为1～2wt％，余量为水。

5、进一步地，所述甘油聚氧乙烯醚的羟值为120～290mgkoh/g。

6、进一步地，所述甘油聚氧乙烯醚选自g12、g18、g25和g26。

7、进一步地，所述改性硼酸的粒度为10-50nm。

8、进一步地，所述羟基硅酸镁的粒度为20-40nm。

9、进一步地，所述切削液的负荷承载能力在540n以上。

10、另一方面，本发明提供了一种切削液的制备方法，包括以下步骤：

11、s1：将甘油聚氧乙烯醚与水进行混合，制得甘油聚氧乙烯醚溶液；

12、s2：将改性硼酸和羟基硅酸镁分别与水进行混合，分别制得改性硼酸溶液和羟基硅酸镁溶液；

13、s3：将所述甘油聚氧乙烯醚溶液、所述改性硼酸溶液和所述羟基硅酸镁溶液进行混合，制得切削液。

14、进一步地，在步骤s3中，所述混合过程中采用加温进行混合，温度为20-40℃。

15、进一步地，所述切削液用于铝合金、钛合金、铸钢和铸铁零件的切削加工。

16、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

17、1、本发明切削液中含有甘油聚氧乙烯醚、改性硼酸和羟基硅酸镁，在三者相互协同作用下，能够显著提高切削液在极压条件下的润滑性质，从而保证零件的表面质量和加工精度。并且本发明切削液中不含有硫、磷、卤素等元素，不会产生硫化物和/或氯化物，不会污染环境，更不会对机床和工件产生影响。

18、2、在本发明的切削液中，改性硼酸和羟基硅酸镁分散稳定性好，粒径均匀、表面状态良好、机械强度和弹性模量好，可进一步提高润滑液在极压条件下的抗磨性质，能够抵挡高速和重负荷的冲击，增大润滑液的使用寿命和耐磨性能。

19、3、本发明中切削液的制备方法较为简单、安全，且易于控制，所得切削液质量较好，分散性和稳定性较高，室温条件下，静止72小时后，切削液无沉底现象的发生。

20、4、本发明提供的切削液适用于各类机械加工中的磨削、切削等不同加工作业中，适用于各种常见金属的加工零件，如铝合金、钛合金、铸钢或铸铁零件。

21、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种切削液，其特征在于，按照重量百分比计，包括甘油聚氧乙烯醚1～20wt％，改性硼酸粉末0.5～5wt％，羟基硅酸镁0.1～2wt％，余量为水；

2.根据权利要求1所述切削液，其特征在于，所述甘油聚氧乙烯醚为5～15wt％，所述改性硼酸为2～3.5wt％，所述羟基硅酸镁为1～2wt％，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述切削液，其特征在于，所述甘油聚氧乙烯醚的羟值为120～290mgkoh/g。

4.根据权利要求1或2所述切削液，其特征在于，所述甘油聚氧乙烯醚选自g12、g18、g25和g26。

5.根据权利要求1或2所述切削液，其特征在于，所述改性硼酸的粒度为10-50nm。

6.根据权利要求1或2所述切削液，其特征在于，所述羟基硅酸镁的粒度为20-40nm。

7.根据权利要求1所述切削液，其特征在于，所述切削液的负荷承载能力在540n以上。

8.一种如权利要求1-7任一项所述切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述切削液的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述混合过程中采用加温进行混合，温度为20-40℃。

10.一种如权利要求1-7任一项所述切削液的应用，其特征在于，所述切削液用于铝合金、钛合金、铸钢和铸铁零件的切削加工。

技术总结本发明涉及一种切削液及其制备方法和应用，属于金属加工切削技术领域，解决了现有技术中切削液环境友好性能、多金属通用性以及除锈性能不能兼具的问题。所述切削液，按照重量百分比计，包括甘油聚氧乙烯醚1wt％～20wt％，改性硼酸粉末0.5～5wt％，羟基硅酸镁0.1～2wt％，余量为水；其中改性硼酸粉末的制备是将硼酸粉末、无水乙醇、椰油酸二乙醇酰胺和去离子水混合，并在40‑50℃的温度下混合搅拌6‑10h，最后经过‑40℃真空冷冻、干燥后制得。所得切削液实现了长久且稳定的防锈、抗磨和润滑效果，能够应用于多种金属材料中。技术研发人员：武昊,张风磊,孟凡杰,董金水,苏一,王帅兵受保护的技术使用者：北京星航机电装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/7