[发明专利]一种铝合金准干切削加工微乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种铝合金准干切削加工微乳液及其制备方法。

背景技术

传统的铝合金切削加工采用矿物油或植物油或切削液进行大量冲淋式润滑和冷却，润滑剂的使用量大，不仅浪费资源，造成加工场所和环境的巨大污染，同时还会严重影响操作工人的身体健康。在提倡节能减排、环境保护、绿色生产的今天，急需一种新的铝合金切削加工工艺。准干切削和微乳化技术是近几年发展起来的铝合金绿色加工新技术，就是在铝合金切削加工过程中使用准干润滑系统将极压抗磨性和润滑性极好的微乳液喷洒于加工刀具和加工表面进行润滑、冷却，解决传统加工时切削油、液使用量大，浪费泄漏量大等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于铝合金切削加工工艺中配合准干润滑装置使用的铝合金准干切削加工微乳液，以代替原有的传统的以矿物油或植物油或切削液作为铝合金加工切削油/液。

本发明的技术方案分以下两步骤进行：

步骤1：制备铝合金准干切削加工微乳液母液：

一种铝合金准干切削加工微乳液母液，按重量百分比计由以下原料混合并加热至30-50℃充分搅拌制备而成：

上述多元醇油酸酯主要指三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇等多元醇和油酸发生酯化反应生成的相应多元醇油酸酯：三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、双季戊四醇油酸酯等，主要特点为：润滑性能好，生物降解性好，容易水解成多元醇和油酸，而水解生成的多元醇在整个微乳液体系中可以起到助表面活性剂的作用，而油酸在微乳液体系中又可起到亲油性表面活性剂作用；

上述失水山梨醇脂肪酸酯是亲油型非离子表面活性剂，商品名为司盘，常见的商品型号有：S-20，S-40，S-60，S-80等；

上述的聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂为亲水型非离子表面活性剂，主要有脂肪醇聚氧乙烯醚，化学式为RO(CH₂CH₂O)_nH（要求n为7-30的整数），适合本配方要求的商品型号有AEO-9等；烷基酚聚氧乙烯醚，适合本发明使用的常见的商品型号：TX-10，TX-100，TX-9，OP-9，OP-10，NP-10等；聚氧乙烯醚失水山梨醇脂肪酸酯，主要商品型号有：吐温-20，吐温-40，吐温-60，吐温-80等；

上述阴离子型表面活性剂在本发明中主要选用同时具备优良防锈性、极压抗磨性、润滑性的磺酸盐类（主要有石油磺酸钠），羧酸盐类（如N-月桂酰基谷氨酸钠,N-月桂酰基丙氨酸钠）；

上述硫化脂肪主要提供好的极压抗磨性和润滑性，同时生物降解性能好，主要有硫化猪油、硫化棉籽油和硫化菜籽油等；

上述C3～C6一元醇主要作为助表面活性剂的作用，主要有正丙醇、异丙醇、正丁醇，异丁醇，正戊醇、异戊醇、正己醇、异己醇等，一般作用选用正丁醇或正戊醇效果最佳；

上述磷酸盐可选用三聚磷酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾中的一种或两种以上的混合物，钠、钾离子有助于降低O/W或W/O液滴的表面张力，有利于微乳液的形成，同时磷酸根可以和铁在刀具表面形成一层磷酸铁或磷酸亚铁的极压抗磨保护层；

上述硼酸钾是一种良好的极压抗磨剂和防锈剂，同时钾离子有助于降低O/W或W/O液滴的表面张力，有利于微乳液的形成；

上述的水可以使用自来水、去离子水等，不能使用钙、镁等离子含量过高的硬水，主要的作用是溶解无机盐，同时有利于微乳液的形成。

本发明所使用的表面活性剂总量超过组分的25%，有利于形成稳定的微乳液。

上述铝合金准干切削加工微乳液母液的制备方法如下：

将按所述比例称取的多元醇油酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、硫化脂肪、C3～C6一元醇放入搅拌器中，在30-50℃温度下搅拌10-15分钟后，加入已按所述比例称取并溶解在水中的磷酸盐、硼酸钾，充分搅拌30-60分钟，至溶液完全透明，即得到铝合金准干切削加工微乳液母液。

步骤2：将上述铝合金准干切削加工微乳液母液和水按重量比1：1-3混合，充分搅拌，再加入重量比为0.005-0.01%的聚硅氧烷充分搅拌，即得到铝合金准干切削加工微乳液工作液。

上述制备的工作液需加入0.005-0.01%的聚硅氧烷作为消泡剂使用；