水基切削液的研制及应用

ykkr

水基切削液的研制及应用

现代机械加工向高速、强力．精密方向发展．超硬、超强度等难加工材料的发展也使切削加工的难度日益增加．．这两方面的原因导致切削加工过程中的摩擦力．摩擦热大幅度提高，这就要求金属加工液具有更好的润滑、冷却．清洗、防锈陡能，以便获得理想 的加工表面。矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差 乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良、但润滑、防锈性能差 水基切削液除具 有乳化液的所有性能外．其润滑、冷却 防锈性能亦达到或超过乳化液的标准要求．．因而水基切削液已成为国内外机械加工中提高加工性能的发展方向⋯。在水基切削液中添加油性添加剂和极压添加剂．是改善水基切削禳润滑和防锈性能的有效途径。 松香、顺酐和多元胺等原料合成的非离子表面活性剂H具有优异的润滑和防锈性能，油酸三已醇胺酯是优良的油性添加剂， 非离子表面活性剂H和油酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。是水基切削液的重大突破 。

1 非离子表面活性剂H的合成

在催化剂存在下，反应温度为160—2∞℃时、松香 与顺酐进行共聚反应，共聚物进一步与多无胺发生中和反应，生成了非离子表面活性剂H 产物为红棕色粘稠液体。实验测定了顺酐，松香投其聚合物的红外光谱 ，证明了反应的发生 。

2 油酸三乙醇胺酯的合成

油酸是重要脂肪酸之一，其润滑性能很好，但它是非水溶性的 要把它添加在水基切削液中，必须在其分子链中引入亲水基团。三己醇胺分子中含有三个一OH基团，它可与酸发生酯化反应 在130～160℃条件下．油酸与三已醇胺的初始反应摩尔比不超过i：3时，油酸的COOH基团与三乙醇胺的OH基团发生酯化反应 生成了油酸三乙醇胺酯，油酸三乙醇胺酯是一种优良的水溶性油性剂经四球机检测 5％的油酸三乙醇胺水溶液的最大无卡咬负荷P． 值可达700N，用MPV．200摩擦磨损试验 机测定其摩擦系数为0．070

3 新型水基切削液的配方及工艺流程

(i)新型水基切削液的配方

营口康如科技研制的新型小基合成切削液，主要成份有： 非离子表面活性剂H、油酸三乙醇胺、极压抗磨剂、 防腐剂及消泡剂等 其中非离子表面活性剂H、油酸 三乙醇胺由自己合成，其他组分均为市售。

(2)工艺流程

新型水基合成切削液的一1：艺流程如下： 非离子表面活-眭剂H的制备一油酸三乙醇胺的

合成一各组分混合一搅拌+加人消泡剂一装桶。     

4 新型水基切削液的质量指标

5 应用结果及理论分析

（1） 应用结果

新型水基切削液研制完成之后，先后在渝州齿轮大江车辆制造厂进行斌用，都获得r比较理想的效果综合起来，产品有如下特点：

1）冷却性能突出。能大大带走印削热和充分冷却州具的切削刃，使其保持硬度、强度和锐利的I；【J削能力， 而提高了工作效率。

2)润滑性能优越。在切削区能形成润滑油膜，切削液最大无卡咬负荷PB值达到686N以上、因而能大大降低切削力和降低刀具及砂轮的消耗．．同乳化油相比，表面加工精度显著提高

3)该润滑切削液在使用中可以渗入工件切削表面的极细微裂缝中，使表面金属晶格脆化．使切削加工容易进行．

4)具有很好的流动性和良好的清洗-肚 同乳化油相比．可提高工件光洁度1～2级

5)具有优良的稳定眭。在存储和使用时，不分层及析出沉淀物，不易腐败，不产生防碍l1人健康的气体 同时该产品不含对人体有害的亚硝酸钠和矿物油，工作环境干净无味，加工时能清晰观察工件表面．．

6)具有优良的化学、热安定眭和防锈性 在高温、高压与空气接触中不分解、不变质 不腐蚀金属表面加工件常温下两周内不生锈。

7)新型水基切削液的总体性能与矿物油相当，但成本不到矿物油的一半：

8)新型水基切削液的工作废液少，易于处理，大大地减少了环境污染

(2)理论分析

1)润滑性能分析

在金属切削加工中，大多数摩擦属于边界润滑摩擦。在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的牯度无关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分是否包含着对金属存在强烈吸附的原子团，能在切削界面形成物理吸附膜 非离子表面活性剂H中的极性基团对金属有较 大的亲合能力，很容易吸附在金属表面上，形成吸附润滑膜 因其疏水基团较大，并有芳环结构，具有油 性剂的作用。同时非离子表面活性剂H含有N非活性极压元素，它兼有油性剂和极压剂的双莺功效 再上亍加人的极压抗磨剂协同作用，形成高强度物理和化学吸附膜，使之在高压、高温和激烈摩擦作用下不致f破坏 能防止或减小工件 切屑、刀具三者之间的 直接接触，达到减小摩擦及粘结的目的．起到极好的润滑作用．油酸三已醇胺是一种阳离子表面活性剂，作为油性利添加在切削液中．易在刃具与切削工件之间形成物理吸附膜，从而起到润滑作用 另外，油酸三乙醇胺与极压抗磨剂也有良好的协同抗磨作用．亦可使润 滑性能显著提高。

6 结论

(1)以松香、顺酐和多元胺等原料合成的非离子表面活性剂H，具有优异的润滑、防锈和清洗性能。

(2)油酸三乙醇胺酯是一种优良的水溶性油性J

(3)以非离子表面活性剂H和油酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。是水基切削液的重大突破。

本文由营口康如科技有限公司整理。