[发明专利]一种微乳化切削液、切削稀释液及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微乳化切削液、切削稀释液及其制备和使用方法。

背景技术

切削液按油品化学组成分为非水溶性（油基）液和水溶性（水基）液两大类。油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑性能相对较差，冷却效果较好。慢速切削要求切削液的润滑性要强，一般来说，切削速度低于30m/min时使用切削油。

含有极压添加剂的切削油，不论对任何材料的切削加工，当切削速度不超过60m/min时都是有效的。在高速切削时，由于发热量大，油基切削液的传热效果差，会使切削区的温度过高，导致切削油产生烟雾、起火等现象，并且由于工件温度过高产生热变形，影响工件加工精度，故多用水基切削液。

乳化液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来，同时具备较好的润滑冷却性，因而对于大量热生成的高速低压力的金属切削加工很有效。与油基切削液相比，乳化液的优点在于较大的散热性，清洗性，用水稀释使用而带来的经济性以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外，乳化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工，乳化液还可用于除螺纹磨削、槽沟麻削等复杂磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺点是容易使细菌、霉菌繁殖，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质，所以一般都应加入毒性小的有机杀菌剂。

化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和极好的工件可见性，易于控制加工尺寸，其稳定性和抗腐败能力比乳化液强。润滑性欠佳，这将引起机床活动部件的粘着和磨损，而且，化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动，还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。

刀具材料的发展推动了切削液的发展，1898年发明了高速钢，切削速度较前提高2～4倍。1927年德国首先研制出硬质合金，切削速度比高速钢又提高2～5倍。随着切削温度的不断提高，油基切削液的冷却性能已不能完全满足切削要求，这时人们又开始重新重视水基切削液的优点。1915年生产出水包油型乳化液，并于1920年成为优先选用的切削液用于重切削。1948年在美国研制出第一种无油合成切削液，并在20世纪70年代由于油价冲击而使应用提高。

近十几年来，由于切削技术的不断提高，先进切削机床的不断涌现，刀具和工件材料的发展，推动了切削液技术的发展。随着先进制造技术的深入发展和人们环境保护意识的加强，对切削液技术提出了新的要求，它必将推动切削液技术向更高领域发展。

微乳化切削液是水基切削液的一种，性能介于水基合成切削液和乳化液之间，其基本组成为矿油、水、表面活性剂、润滑剂、防锈剂等。微乳化切削液在水中的乳化颗粒比通常的乳化液小，水溶液呈透明或半透明状。微乳化切削液综合了乳化液润滑性能好和合成切削液稳定性好、冷却效果好的优点，是一种性能优越、使用范围广的水基切削液。但微乳化切削液在使用过程中亦存在以下缺点：泡沫多，要加大量消泡剂来提高消泡性能，而高效消泡剂价格昂贵，贮存期短，失效快，使用过程中还要不断补加，增加了产品成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的微乳化切削液消泡性能差，在使用过程中泡沫多，添加高效消泡剂成本高的缺陷，提供了一种微乳化切削液、切削稀释液及其制备和使用方法。本发明的微乳化切削液和微乳化切削稀释液的消泡性能优异，具有良好的润滑性和冷却性，pH值稳定性好，抑菌能力强，使用寿命长，能为加工件提供良好的防锈性，并能大大提高加工件的加工精度。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种微乳化切削液，其原料包括下述重量百分比的组分：矿物油40-60%、阴离子表面活性剂2-10%、非离子表面活性剂1-5%、乳化稳定剂5-10%、油性添加剂5-10%、极压添加剂5-10%、防锈添加剂5-27%、防腐杀菌剂0.5-3%、消泡添加剂0.1-0.3%和水2-6%；其中，所述的消泡添加剂包括乳化硅油和聚醚改性有机硅，所述乳化硅油和聚醚改性有机硅的重量比为1:1-1:2。

其中，所述乳化硅油和聚醚改性有机硅的重量比较佳地为1:1.5。

其中，所述矿物油为本领域常规使用的矿物油，较佳地为环烷基矿物油。所述矿物油在40℃下的运动粘度较佳地为18-30mm²/s。

其中，所述的阴离子表面活性剂可为本领域常规使用的阴离子表面活性剂，较佳地为石油磺酸钠和/或聚异丁烯丁二酸酐酰胺。