一种环保型全合成水性铝合金切削液及其制备方法与流程

本发明涉及切削液，尤其涉及一种环保型全合成水性铝合金切削液及其制备方法。

背景技术：

1、铝合金密度低，但强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上应用广泛，使用量仅次于钢；铝合金采用热处理可以获得更加优异的机械、物理及抗腐蚀性能，在航空、航天、船舶、家电、化学工业中已经大量应用。

2、铝合金的加工方式繁多，切削加工是其中最广泛、最常见的方式，按其所用切削工具类型可以分为两大类：一类是用刀具进行的切削加工，另一类是用磨具进行磨削加工；金属切削和磨削加工是一种利用带刃口的切削工具(刀具或砂轮)在切削机床上将工件的多余部分切去，从而使工件成为所需的几何形状、尺寸精度和表面质量的加工方法。金属切削过程通常可以分为两个阶段，即切屑的产生和及时清除；这两个阶段存在刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，这种摩擦消耗的能量转变为热，它会影响加工效率和工件质量；严重的摩擦会产生大量的热能，是刀具和工件过热，降低刀具寿命，影响产品精度；为了冷却和润滑道具及工件，必须使用切削液带走热量，降低刀具和攻坚的温度；通过润滑减少摩擦，提高工件表面光洁度，并延长刀具的使用寿命；切削加工时，不断产生的新鲜金属表面，在自然条件下容易形成一层非常薄的氧化膜，但是其防护作用有限，当与腐蚀性因素接触时仍会发生液膜下电化学腐蚀，出现铝合金工件表面发黑、发黄、白斑、失光等现象，甚至造成工件报废。

3、切削液是一种在金属切削、打磨过程中用于冷却和润滑刀具与工件的工业液体，随着铝合金的广泛应用，加工量随之快速增加，目前传统的切削液产品虽可满足加工要求，但其只具备基本的冷却和润滑功能；切削液分为油基型和水基型两类，其中油基型具有良好地润滑和防锈性能，但是冷却性能差、易产生油雾、能发生火灾的缺点限制了应用，水基型具有成本低、加工后易脱脂、冷却效果好、不发生火灾的优点，但是也具有废液污染环境的缺点，全合成水基切削液原材料中不含油脂，避免了以上缺点，迅速成为研究的重点方向。现在随着机械加工工艺及精度要求的不断提高以及人们不断加强的环保意识，探究具备清洗、防锈、缓蚀、长寿命、易稀释、安全环保的切削液已成为必然。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种环保型全合成水性铝合金切削液及其制备方法。

2、本发明采用以下技术方案：一种环保型全合成水性铝合金切削液，按重量百分比计，所述切削液由以下组分组成：润滑剂5％～10％，表面活性剂20％～30％，铝缓蚀剂2％～4％，极压剂0.1％～1％，ph稳定剂2％～6％，防锈剂5％～10％，消泡剂1％～3％，余量为去离子水；

3、其中，所述防锈剂为癸二酸三乙醇胺盐与钼酸盐、钨酸盐、葡萄糖酸钙中一种或多种混合组成。

4、本发明一实施例的环保型全合成水性铝合金切削液，没有采用传统的油基、半合成及乳化型切削液路径，因而不含有矿物油、植物油、酯基油等难于降解的原料；水比油具有更加优异的冷却性能，不会产生油烟及失火的危险；润滑剂、极压剂、表面活性剂合理搭配，保证了溶解度的同时，极大提高了抗磨润滑性能，提高了可清洗性，避免了粘屑等问题；防锈剂采用自制癸二酸三乙醇盐与钼酸盐、钨酸盐、葡萄糖酸钙复配，对钢、不锈钢、铜、铝合金等金属具有良好的防护性能，再添加对铝合金有特异性缓蚀功能的铝缓蚀剂，确保铝合金工件在加工后不腐蚀变色；ph稳定剂、消泡剂可以确保切削长期保持澄清透明、不起泡及提高人体舒适度，改善客户现场操作环境，减少过敏现象。

5、进一步的，所述润滑剂为有机硼酸酯、亲水硅油、石油磺酸盐中的至少两种混合组成。

6、进一步的，所述表面活性剂为十二醇、十六碳醇、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、聚乙烯亚胺均聚物、聚乙二醇油酸酯、山梨醇酐油酸酯中的一种或多种混合组成。

7、进一步的，所述铝缓蚀剂为有机硅酸盐、水溶性咪唑啉季铵盐、2-甲基咪唑啉中的一种或多种混合组成。

8、进一步的，所述极压剂为三乙醇胺硼酸酯、妥尔油酸二乙醇酰胺硼酸酯、硫化猪油、硫化棉籽油中的一种或多种混合组成。

9、进一步的，所述ph稳定剂为异丙醇胺、二甘醇胺、3-氨基-4-辛醇中的一种或多种混合组成。

10、进一步的，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。

11、本发明还提出一种环保型全合成水性铝合金切削液的制备方法，用于制备如上所述的环保型全合成水性铝合金切削液，所述制备方法包括以下制备步骤：

12、将癸二酸与三乙醇胺加入搅拌釜中，冷却至10℃，搅拌2小时得到防锈剂组分之一的癸二酸三乙醇胺盐；

13、在搅拌的同时将去离子水、ph稳定剂慢慢加入搅拌釜中，搅拌至完全溶解；

14、向搅拌釜中加入防锈剂的其他组分：钼酸盐、钨酸盐、葡萄糖酸钙中的一种或多种混合，搅拌至完全溶解；

15、在搅拌的同时向搅拌釜中依次加入消泡剂、润滑剂、铝缓蚀剂，搅拌至完全溶解；

16、最后将表面活性剂、极压剂依次缓慢加入搅拌釜中，加热至50℃，搅拌至完全溶解，降温至30℃，得到切削液成品。

技术特征：

1.一种环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，按重量百分比计，所述切削液由以下组分组成：润滑剂5％～10％，表面活性剂20％～30％，铝缓蚀剂2％～4％，极压剂0.1％～1％，ph稳定剂2％～6％，防锈剂5％～10％，消泡剂1％～3％，余量为去离子水；

2.根据权利要求1所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述润滑剂为有机硼酸酯、亲水硅油、石油磺酸盐中的至少两种混合组成。

3.根据权利要求1所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述表面活性剂为十二醇、十六碳醇、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、聚乙烯亚胺均聚物、聚乙二醇油酸酯、山梨醇酐油酸酯中的一种或多种混合组成。

4.根据权利要求1所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述铝缓蚀剂为有机硅酸盐、水溶性咪唑啉季铵盐、2-甲基咪唑啉中的一种或多种混合组成。

5.根据权利要求1所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述极压剂为三乙醇胺硼酸酯、妥尔油酸二乙醇酰胺硼酸酯、硫化猪油、硫化棉籽油中的一种或多种混合组成。

6.根据权利要求1所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述ph稳定剂为异丙醇胺、二甘醇胺、3-氨基-4-辛醇中的一种或多种混合组成。

7.根据权利要求1所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。

8.一种环保型全合成水性铝合金切削液的制备方法，用于制备如权利要求1-7任一项所述的环保型全合成水性铝合金切削液，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

技术总结本发明涉及切削液技术领域，尤其涉及一种环保型全合成水性铝合金切削液及其制备方法，按重量百分比计，所述切削液由以下组分组成：润滑剂5％～10％，表面活性剂20％～30％，铝缓蚀剂2％～4％，极压剂0.1％～1％，PH稳定剂2％～6％，防锈剂5％～10％，消泡剂1％～3％，余量为去离子水；其中，所述防锈剂为癸二酸三乙醇胺盐与钼酸盐、钨酸盐、葡萄糖酸钙中一种或多种混合组成。采用本发明上述配方制成的铝合金切削液具有结构稳定，寿命长、易稀释、安全环保的特点，尤其具有良好的防锈、缓蚀性能，防锈时间三个月以上，铝合金工件表面不会产生白斑，特别适合数控机床，加工中心等现代加工设备上使用，实现操作自动化。技术研发人员：王飞飞,周晓炜,孙勤勤受保护的技术使用者：江苏鑫露新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6