作者：李东光 主编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
金属切削液配方与制备(三)试读：
前言
切削液是一种在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，是金属切削加工的重要配套材料。18世纪中后期以来，切削液在各种金属加工领域中得到了广泛的应用。20世纪初，人们从原油中提炼出大量润滑油，发明了各种润滑油添加剂，真正拉开了现代切削液技术的历史序幕。
切削液的品种繁多，作用各异，分为油基切削液和水基切削液两大类。油基切削液也叫切削油，它主要用于低速重切削加工和难加工材料的切削加工。水基切削液分为3大类，即乳化切削液、微乳化切削液和合成切削液。
使用切削液的主要目的是减少切削能耗，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，减少刀具与工件间的摩擦和磨损，提高刀具使用寿命，保证工件加工精度和表面质量，提高加工效率，达到最佳经济效果。切削液在加工过程中的这些效果主要来源于其润滑作用、冷却作用、清洗作用和防锈作用。此外，因为切削液是油脂化学制品，直接与操作人员、工件和机床相接触，对其安全性和腐蚀性也必须有一定的要求。
近十多年来，我国的切削液技术发展很快，切削液新品种不断出现，性能也不断改进和完善，特别是20世纪70年代末生产的水基合成切削液和近几年发展起来的半合成切削液（微乳化切削液）在生产中的推广和应用，为机械加工向节能、减少环境污染、降低工业生产成本方向发展开辟了新路径。
为了满足市场的需求，我们在化学工业出版社的组织下编写了这套《金属切削液配方与制备》，本书为第三册。书中收集了200余种金属切削液配方，详细介绍了产品的原料配比、制备方法、产品应用和产品特性等，旨在为金属表面处理工业的发展尽点微薄之力。
本书由李东光主编，参加编写的还有翟怀凤、李桂芝、吴宪民、吴慧芳、蒋永波、邢胜利、李嘉等。
由于编者水平有限，疏漏和不妥之处在所难免，请读者在使用过程中发现问题并及时指正。主编Email地址：ldguang@163.com。编者2016年12月镁合金水溶性切削液原料配比制备方法 先将pH值调节剂、金属缓蚀剂、防锈剂与基础油和去离子水混合，待溶液透明后加热到40℃，将配制好的镁合金保护剂、抗硬水稳定剂、乳化剂、润滑剂、杀菌剂与其混合均匀，产物为棕色透明液体，即得到镁合金水溶性切削液。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：pH值调节剂2～5、乳化剂3～8、防锈剂4～10、金属缓蚀剂1～2、抗硬水稳定剂1～4、镁合金保护剂2～5、润滑剂2～4、杀菌剂2～4、基础油和去离子水加至100。
所述pH值调节剂为多羟多胺类有机碱或者无机碱，多羟多胺类有机碱包括三乙醇胺，无机碱包括KOH，其能够维持体系一定的pH环境而长期稳定，提高了抗菌稳定性，防止细菌的生长。
所述乳化剂为阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂包括聚氧乙烯烷氧基醚磺酸钠、天然磺酸钠，非离子表面活性剂包括月桂醇聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚。它们能够有效合理地连接其中的亲水亲油成分，使得整个体系不会被轻易打破，提高了切削液的稳定性。
所述防锈剂多为有机酸与醇胺的复配物，包括十二碳二元酸与三乙醇胺复配的化合物、三元羧酸的复配物。其可以在金属表面形成一层有机防护膜，防止工件和机床的生锈及腐蚀。
所述金属缓蚀剂为苯三唑类金属缓蚀剂，包括甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑。它具有一定的缓蚀作用，能够保护镁合金不被腐蚀和不变色。
所述抗硬水稳定剂为醚羧酸类抗硬水乳化剂，醚羧酸的使用使体系拥有一定的抗硬水能力，经过与体系中其他乳化剂如磷酸酯等的复配，稳定性好，延长体系使用寿命。
所述镁合金保护剂由醚羧酸、含EO的乳化剂、烷基聚环氧乙烯醚磷酸酯以及二丙二醇单丁醚按照（1.5～2.5）:（3～4）:（2～3）:（1.5～2）的质量比配制而成。
所述镁合金保护剂由醚羧酸、含EO的乳化剂、烷基聚环氧乙烯醚磷酸酯以及二丙二醇单丁醚按照2:3.6:2.5:1.8的质量比配制而成。它除了对镁合金的保护效果非常好之外，对体系的稳定和体系具有一定耐硬水能力起着很大作用。
所述润滑剂为天然润滑脂，包括丙二醇油酸酯，在加工过程中提供一定的润滑性能。
所述杀菌剂为广谱低毒性杀菌剂，包括六氢三吖嗪、异噻唑啉酮衍生物。它能够有效地抑制细菌的增长和维持体系的生物稳定性，延长使用寿命。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。
使用方法：镁合金水溶性切削液按加工负荷来确定使用配比浓度，加工使用时与水的配制比例为1:20，一般控制浓度范围是5％～10％不等。产品特性 本品采用了最新的“3P”络合技术，它能有效地抑制镁离子的析出和氢气的逸出，间接地保护了镁合金以及现场的环境。通过3P技术，同样也赋予了本品强大的抗硬水能力，以及长期的生物稳定型，使其在高pH值下也能保持镁合金不腐蚀变色，间接地增加了镁合金的使用寿命，并且适用于各种型号的镁合金的各种加工，无须担心镁合金腐蚀变色以及有大量镁皂析出的现象。镁合金用半合成切削液原料配比表1 助剂表2 镁合金用半合成切削液制备方法（1）助剂的制备：将过硫酸钾溶于水后，再加入其他剩余物料，搅拌10～15min，加热至70～80℃，搅拌反应1～2h，即得。（2）镁合金用半合成切削液的制备：将水、石油磺酸钠混合，加热至40～50℃，在3000～4000r/min的转速搅拌下，加入聚乙二醇、棕榈油、六甲基磷酰三胺、尿素、助剂，继续加热到70～80℃，搅拌10～15min，加入剩余成分，继续搅拌15～25min，即得。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：聚乙二醇20～24、双三氟甲烷磺酰亚胺锂1～2、棕榈油15～25、六甲基磷酰三胺2～3、尿素2～3、石油磺酸钠1～2、柠檬酸1～2、助剂6～8、水200。质量指标产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品杀菌效果好，不易腐坏，不腐蚀镁合金，不使镁合金变色，有效抑制镁合金在水中的氢释现象，而且该切削液抗硬水性能好，还具有优异的防锈、润滑、冷却等性能。模具钢专用低泡切削液原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：环己六醇六磷酸酯15～20、三元羧酸钡5～6.5、油酸8～14、乳化剂10～20、甲基硅油2.1～3.5、烷基磷酸2.3～4.2、咪唑烷基脲6～9、防锈剂4～8、硫磷丁辛醇锌盐8～12、聚乙二醇23～42、pH值调节剂4～7、聚甘油脂肪酸1.2～2.4、消泡剂2～5。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有良好的消泡性、防锈性，无腐蚀性，且有效保护刀具。模具钢专用切削液原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：二乙醇胺硼酸多聚羧酸复合酯12～24、苯甲酸钠1.5～3.4、乙基香草醛4.2～6.2、磷酸酯2.5～3.7、太古油10～16、荧光素钠黄5～10、一异丙醇胺4～7、聚丙烯酰胺2～6、顺丁烯二酸3～7、二聚酸4～10、乙二醇6～9、电解质2～4、磷酸三钠2.4～4.3、硫代硫酸钠2.3～4.1。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品散热性好，具有洗涤和防锈功效。磨料分散均匀易清洗的切削液原料配比表1 助剂表2 磨料分散均匀易清洗的切削液制备方法（1）助剂的制备：首先将碳化硅、纳米二氧化锆、分散剂NNO、石油磺酸钠加入一半量的水中，研磨1～2h，然后缓慢加入剩余成分，缓慢加热至70～80℃，300～500r/min搅拌反应30～50min，冷却至室温即得。（2）切削液的制备：将脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅、聚乙烯醇混合均匀，加入适量的去离子水，加热至30～35℃，研磨30～40min，得到混合A料。
将除助剂之外的剩余成分加入到反应釜中，搅拌混合均匀，缓慢加热至55～65℃，保温1～1.5h，得到混合B料。
将保温的混合B料边搅拌边缓慢加入到混合A料中，充分搅拌后加入助剂，800～900r/min搅拌反应40～60min，冷却至室温即得。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：柠檬酸2～3、脂肪醇聚氧乙烯醚4～6、苯并三唑2～3、乙二醇一丁醚1.5～2.5、油酸3～5、聚乙烯醇3.5～4.5、油酸酰胺1～2、纳米二氧化硅9～12、油酸二乙醇胺2～3、助剂5～7、去离子水200。
所述助剂包括以下组分：碳化硅2～3、纳米二氧化锆2.5～3.5、当归油1～2、尿素1～2、十二碳醇酯2～3、聚乙烯蜡2～4、分散剂NNO2～3、丙烯酸树脂乳液2.5～3.5、石油磺酸钠2～3、水50～54。质量指标产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品通过研磨工艺将纳米二氧化硅与表面活性剂混合均匀，不仅使磨料分散均匀，质量稳定均一，而且通过与助剂的配合，增强了抗磨、分散、润滑、成膜性，加工过的工件表面光滑没有损伤，润滑性、清洗性、防锈防腐蚀性优异，适用于硅片的加工。磨削加工切削液（1）原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：烷基多硫化物8～11、庚酸3～7、草酸4～9、脂肪醇聚氧乙烯醚5～10、多元醇的聚合酯4～8、N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺4～6、三乙醇胺氨基酸酯2～4、硼酸酯1～3、柠檬酸钠1～5、极压剂1～4、杀菌剂2～7、偶合剂2～5、五氯酚钠7～11。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有优异的防锈性能，同时具有一定的抗菌能力，并带走加工产生的大部分热量。磨削加工切削液（2）原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：去离子水22～40、聚醚合成基础油12～22、油酸乙二醇酯3～6、二丁基二硫代氨基甲酸钼2～5、硫磷二烷基锌盐1.5～2.2、硫磷酸钼0.5～1.5、失水山梨糖醇单油酸酯1.6～2.5、聚异丁烯1.2～1.8、水溶性树脂3.6～7.5、清净剂2.2～3.3、抗泡剂1.1～2.3、分散剂1.2～1.7。
所述水溶性树脂为有机硅树脂。
所述清净剂为低碱值合成磺酸钙。
所述抗泡剂为甲基硅油。
所述分散剂为单烯基丁二酰亚胺。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品是一种均匀稳定的乳化液，具有优良的冷却散热性能和润滑性能，同时清洗性能较高，兼具一定的防锈性能，是一种非常理想的磨削加工切削液。磨削钻孔用切削液原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：异丙醇胺15～25、油酸6～13、甲基苯并三氮唑4.5～9、聚乙烯醇2.5～7、非离子表面活性剂0.9～1.6、防锈剂2.2～4.3、钼酸钠8～16、苯甲酸单乙醇胺1.3～2.8、硅酸钠0.2～0.9、水18。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有优异的冷却润滑以及防锈性能，特别适合在磨削、打孔等后加工中使用。纳米石墨水基切削液添加剂原料配比制备方法（1）超声分散预处理：取纳米石墨、十二烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠、OP-10及水在超声波处理器上超声分散5～15min。（2）纳米石墨水基分散液的制备：将步骤（1）所得处理液与丙烯酸甲酯和引发剂过硫酸钾混合均匀，在65～75℃条件下反应4～6h。（3）离心提纯：将步骤（2）所得纳米石墨水基分散液在离心机上以2000～3000r/min的转速离心25～35min，取上清液，即可获得用作水基切削液添加剂的纳米石墨分散液。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：纳米石墨0.01～0.1、十二烷基苯磺酸钠0.15～1.2、碳酸氢钠0.1～0.15、过硫酸钾0.1～0.15、丙烯酸甲酯15～20、OP-10 1.5～2.15、水加至100。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品实现了纳米石墨在水基介质中的稳定分散。将纳米石墨作为水基切削液添加剂，能够显著改善机械零部件的摩擦磨损行为，提高水基切削液的润滑性能，从而改善目前水基切削液冷却、清洗和防锈效果好但润滑性能不佳的缺陷。纳米石墨微乳化切削液原料配比表1 助剂表2 纳米石墨微乳化切削液制备方法（1）助剂的制备：将过硫酸钾溶于水后，再加入剩余物料，搅拌10～15min，加热至70～80℃，搅拌反应1～2h，即得。（2）纳米石墨微乳化切削液的制备：将水、苯乙基酚聚氧乙烯醚、烷基丁二酸酯磺酸钠、斯盘-80混合，加热至40～50℃，在3000～4000r/min转速搅拌下，加入聚丙二醇甘油醚、纳米石墨、聚乙二醇、煤油、助剂，继续加热到70～80℃，搅拌10～15min，加入剩余成分，继续搅拌15～25min，即得。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：苯乙基酚聚氧乙烯醚3～4、聚丙二醇甘油醚2～3、烷基丁二酸酯磺酸钠1～2、纳米石墨0.4～0.6、聚乙二醇4～5、斯盘-80 1～2、磷酸三甲酚酯1～2、煤油30～35、助剂6～8、水200。
所述助剂包括以下组分：聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯2～3、氮化铝粉0.1～0.2、硼酸2～3、吗啉1～2、硅酸钠1～2、硅烷偶联剂KH-560 1～2、过硫酸钾1～2、桃胶3～4、水20～24。质量指标产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品可形成稳定的O/W体系，长时间不凝聚，而且沉降性能好，碎屑易沉降，易于观察磨削状况。通过使用纳米石墨，大大增加了润滑性；通过使用煤油、磷酸三甲酚酯，不仅增加了润滑性而且增加了极压耐磨性。本品适用于高精度工件的加工，不仅成品率高，而且切削速度快。耐高温的机械加工切削液原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：二元酸3～5、聚苯胺水性防腐剂6～13、2-氨乙基十七烯基咪唑啉4～7、烷基磺胺乙酸钠8～15、高级醇3.4～5.7、一异丙醇胺3～6、磺化油1～5、表面活性剂8～14、消泡剂2～4、硼胺2～4、硅油4～7、环烷基芳烃12～23、聚乙二醇6～12、油酸酰胺5～10。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有良好的润滑和防锈效果，耐高温效果得到了提高。耐高温切削液（1）原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：蓖麻油聚氧乙烯醚6～11、聚硅氧烷消泡剂2～5、硼酸油酸酯6～8、聚乙烯醇缩丁醛6～10、钙镁离子软化剂3～7、异硬脂酸5～9、杀菌剂4～6、偏硅酸钠1～5、聚乙二醇2～5、三嗪衍生物2～6、防锈剂2～7。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有优异的耐高温性能，能够在高温条件下连续工作。耐高温切削液（2）原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：乙二酸四乙酸二钠13～16、烷基磷酸1.2～2.8、矿物油10～13、聚丙烯酰胺3～7、磺化油2～7、咪唑烷基脲8～12、一异丙醇胺5～8、水12。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品有优异的防锈、冷却、润滑和清洗性能，且能够在高温条件下使用。耐高温润滑切削液（1）原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：太古油7～11、大豆油6～8、硬脂酸甘油单酯7～10、双十二碳醇酯3～7、硼酸5～8、甲基硅油1.5～4、三乙醇胺10～15、柠檬酸4～6、杀菌剂1.2～2.5、水30。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有优良的耐高温性能，同时润滑性、冷却性较好，减少刀具磨损效果显著。耐高温润滑切削液（2）原料配比表1 膜助剂表2 耐高温润滑切削液制备方法（1）膜助剂的制备：将醋酸乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二醇、柠檬酸三丁酯、蓖麻油酸、氮化铝粉、2-氨基-2-甲基-1-丙醇混合，加入叔丁基过氧化氢，搅拌反应2～3h，加热至130～140℃，再加入硅烷偶联剂KH-550及剩余成分，继续搅拌反应1～2h即得。（2）耐高温润滑切削液的制备：将太古油、烯基丁二酸、硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、抗氧剂DSTP、双十二碳醇酯混合，加热至115～120℃，搅拌60～70min后，再加入水及剩余成分，降温至80～90℃，继续搅拌60～70min，调pH值为5.6～6.5，即得。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：太古油4～5、大豆油3～4、水杨酸钠1～2、烯基丁二酸3～4、硬脂酸甘油单酯4～5、木质素磺酸盐1～2、抗氧剂DSTP 1～2、双十二碳醇酯4～5、膜助剂5～6、水200。
所述的膜助剂各组分质量份配比范围为：蓖麻油酸3～4、氮化铝粉1～2、2-氨基-2-甲基-1-丙醇2～3、硅烷偶联剂KH-550 1～2、醋酸乙烯酯2～3、脂肪醇聚氧乙烯醚1～2、叔丁基过氧化氢0.2～0.3、吗啉1～2、乙二醇4～5、柠檬酸三丁酯2～3。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品选用的表面活性剂具有优异的润滑、清洗和防锈性能，添加极压润滑剂和防锈剂，进一步改善水基切削液的润滑和防锈性能，使之具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性，对降低工件表面粗糙度和减少刀具磨损效果显著。可以在高温下使用。耐高温水溶性切削液原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：混合醇胺8～10、对硝基苯甲酸12～16、咪唑烷基脲5～11、硼酸钾2.5～3.4、聚合物胶乳6～12、钼酸钠4～6、吐温3～7、杀菌剂3.2～4.5、烷基磷酸3～5、去离子水7～14、钙镁离子软化剂3～6、缓蚀剂3.4～5.2、顺丁烯二酸4～7、硫磷丁辛醇锌盐8～16。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品改善了耐高温性，有效延长使用寿命，而且环保、抗菌、易贮存。耐极压抗磨切削液原料配比表1 助剂表2 耐极压抗磨切削液制备方法（1）助剂的制备：将过硫酸铵溶于水后，再加入剩余物料，搅拌10～15min，加热至70～80℃，搅拌反应1～2h，即得。（2）耐极压抗磨切削液的制备：将水、丙三醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠混合，加热至40～50℃，在3000～4000r/min转速搅拌下，加入脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙烯醇、硫化棉籽油、3-氨丙基三甲氧基硅烷、助剂，继续加热到70～80℃，搅拌10～15min，加入剩余成分，继续搅拌15～25min，即得。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：丙三醇20～23、硫化棉籽油10～12、脂肪酸聚乙二醇酯2～3、脂肪醇聚氧乙烯醚1～2、聚乙烯醇6～8、十二烷基苯磺酸钠1～2、植酸1～3、尿素1～2、3-氨丙基三甲氧基硅烷1～2、助剂6～8、水200。
所述助剂包括以下组分：壬基酚聚氧乙烯醚2～3、尿素1～2、纳米氮化铝0.1～0.2、硅酸钠2～3、硼酸1～2、钼酸铵1～2、新戊二醇3～4、桃胶2～3、过硫酸铵1～2、水20～24。质量指标产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品具有稳定性好、不沉降、润滑性和极压性好的优点，广泛应用于五金产品切削、车、磨削等加工工序，还具有优异的防锈性能，使用寿命长，不容易变质发臭，加工后的钢铁件防锈周期可达1个月。耐久性机械加工切削液原料配比制备方法 将各组分混合均匀即可。原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：苯甲酸5～12、三乙醇胺16～24、聚醚12～24、钼酸钠4～6、十四烷基二甲基苄基氯化铵3.5～4.7、水溶性防锈剂6～12、基础油25～45、烷基磷酸3.4～4.7、咪唑烷基脲7～11、癸二酸6～12、聚乙烯蜡3～8、环氧树脂6～9、助剂4～10。产品应用 本品主要应用于金属切削加工。产品特性 本品可有效防止工件生锈，延长使用寿命，具有优异的耐久性和冷却性。耐磨防腐杀菌型半合成切削液原料配比表1 助剂表2 切削液制备方法（1）助剂的制备：
①将分散剂NNO、聚甘油脂肪酸、山梨糖醇加到水中，加热至50～60℃，搅拌均匀后加入消泡剂备用。
②将松焦油、硅油、植酸、高耐磨炭黑、乙酰丙酮混合加热至40～50℃，搅拌均匀后将步骤①中的产物缓慢加入，以300～400r/min的转速搅拌，加料结束后加热至70～80℃，并在1800～2000r/min转速下高速搅拌10～15min，再加入剩余物质继续搅拌5～10min即可。（2）耐磨防腐杀菌型半合成切削液的制备：
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]