1、切削液的發(fā)展趨勢(shì) 眾所周知，切削液具有潤(rùn)滑、冷卻、清洗及防銹等作用，對(duì)提高切削加工質(zhì)量和效率、減少刀具磨損等均有顯著效果。近十多年來，我國(guó)的切削液技術(shù)發(fā)展很快，切削液新品種不斷出現(xiàn)，性能也不斷改進(jìn)和完善，特別是20世紀(jì)70年代末生產(chǎn)的水基合成切削液和近幾年發(fā)展起來的半合成切削液(微乳化切削液)在生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用，為機(jī)械加工向節(jié)能、減少環(huán)境污染、降低工業(yè)生產(chǎn)成本方向發(fā)展開辟了新路徑。四、切削液的選用 切削液都是按照油基切削液和水基切削液來選用的?？傮w上看，在加工質(zhì)量和刀具壽命方面，油基切削液比水基切削液要優(yōu)越，盡管隨被加工材料、加工方法、加工條件的不同其優(yōu)劣程度會(huì)有所差異。所以，水基切削液應(yīng)該

2、用于存在著比加工質(zhì)量和刀具壽命更優(yōu)先的場(chǎng)合。切削液性能要達(dá)到以下要求： 熱容量大，導(dǎo)熱性好，具有較好的冷卻作用。 具有較高的油性或在金屬表面的吸附作用。能使形成的吸附薄膜具有較高的強(qiáng)度，牢固的吸附在金屬表面，起到良好的潤(rùn)滑作用。 防銹性好，對(duì)金屬不起腐蝕作用，不會(huì)因腐蝕而損壞機(jī)床和工件的精度及表面粗糙度。 表面張力低，易于均勻擴(kuò)散，有利于冷卻和洗滌作用并具有較好的潤(rùn)滑性。 使用方便，價(jià)格低廉，要求容易配置并最好適用于多種金屬材料和多種加工方式（如車、磨、刨等），有一定的透明度，在提高切削速度時(shí)不冒煙。 對(duì)人體無害，無毒、無異味。不會(huì)傷害皮膚及鼻腔粘膜，不刺激眼睛等。 穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)。在長(zhǎng)

3、期使用和貯存期間，不分層、不析出沉淀物，不發(fā)霉變質(zhì)。 切削廢液量較大，考慮廢液處理，避免造成環(huán)境污染。（1）潤(rùn)滑作用：切削液能滲入到、切屑、加工表面之間而形成薄薄的一層潤(rùn)滑膜或化學(xué)吸附膜，因此，可以減小它們之間的摩擦。其潤(rùn)滑效果主要五決于切削液的滲透能力、吸附成膜的能力和潤(rùn)滑膜的強(qiáng)度。在切削液中加入不同成分和比例的添加劑，可改變其潤(rùn)滑能力。 切削液的潤(rùn)滑效果還與切削條件有關(guān)。例如，切削速度越高，切削厚度越大，工件材料強(qiáng)度越高，切削液的潤(rùn)滑效果就越差。 （2）冷卻作用：切削液能從切削區(qū)域帶走大量的切削熱，使切削溫度降低。切削液冷卻性能的好壞，取決于它的傳熱系數(shù)、比熱容、氣化熱、氣化速度、流量、流

4、速及本身溫度等。一般來說，水溶液的冷卻性能最好，乳化液次之，油類最差。 （3）清洗作用：切削液的流動(dòng)可沖走切削區(qū)域和機(jī)床導(dǎo)軌上的細(xì)小切屑及脫落的磨粒，這對(duì)磨削、深孔加工、自動(dòng)線加工來說是十分重要的。切削液的清洗能力與它的一層保護(hù)膜，或與金屬化合形成鈍化膜，對(duì)工件、機(jī)床、都能起到很好透性、流動(dòng)性及使用壓力有關(guān)，同時(shí)還受到表面活性劑性能的影響。 （4）防銹作用：在切削液中加入防銹添加劑以后，可在金屬材料表面上形成附著力很強(qiáng)的防銹、防蝕作用。 切削液中的添加劑與切削液的種類 （1）切削液中的添加劑：添加劑是一些化學(xué)物質(zhì)，可分為油性添加劑、極壓添加劑、表面活性添加劑和其它添加劑。 1）油性添加劑：油性

5、添加劑含有極性分子，能與金屬表面形成牢固的吸附膜，在較低的切削速度下能起到較好的潤(rùn)滑作用。油性添加劑有動(dòng)物油、植物油、脂肪酸、胺類、醇類、脂類等。 2）極壓添加劑：極壓添加劑是含有硫、磷、氯、碘等的有機(jī)化合物，他們?cè)诟邷叵屡c金屬表面起化學(xué)反映，形成能耐較高溫度和壓力的化學(xué)潤(rùn)滑膜。此潤(rùn)滑膜能承受很高的壓強(qiáng)，能防止金屬界面直接接觸，降低摩擦因數(shù)，保持良好的切削潤(rùn)滑條件。 3）表面活性劑：表面活性劑即乳化劑，具有乳化作用和油性添加劑的潤(rùn)滑作用。前者使礦物油和水混合乳化，形成乳化液；后者吸附在金屬表面上形成潤(rùn)滑膜。常用的表面活性劑有石油磺酸鈉、油酸鈉皂等，它們的乳化性能好，且具有一定的清洗、潤(rùn)滑、防銹

6、性能。 此外，還有防銹添加劑（如、石油磺酸鈉等）、抗泡沫添加劑（如二硅油）和防霉添加劑（如苯酚等）。添加劑選擇恰當(dāng)，可得到效果良好的切削劑。 （2）切削液的種類：切削液主要有水基和油基兩種，前者冷卻能力強(qiáng)，后者潤(rùn)滑性能突出。 1）水基切削液的主要成分是水、化學(xué)合成水或乳化液。水基切削液中都添加有防銹劑，也有加入極壓添加劑的。 2）油基切削液的主要成分是各種礦物油，動(dòng)物油，植物油，或由它們組成的復(fù)合油，并可視需要添人各種添加劑，如極壓添加劑、油性添加劑等。表 1.6 切削液的種類及選用 序號(hào) 名稱 組成 主要用途 1 水溶液 以硝酸鈉、碳酸納等溶與于水的溶液，用 100200倍的水稀釋而成 磨削

7、 2 乳化液 礦物油很少，主要為表面活性劑的乳化油，用 4080倍的水稀釋而成，冷卻和清洗性能好 車削、鉆孔 以 礦物油為主，少量表面活性劑的乳化油，用 1020倍的水稀釋而成，冷卻和潤(rùn)滑性能好 車削、攻螺紋 在乳化液中加入極壓添加劑 高速車削、鉆孔 3 切削油 礦物油（ LAN15或LAN32全損耗系統(tǒng)用油）單獨(dú)使用 滾齒、插齒 礦物油加植物油或動(dòng)物油形成混合油，潤(rùn)滑性能好 精密螺紋車削 礦物油或混合油中加入極壓添加劑形成極壓油 高速滾齒、插齒、車螺紋等 4 其它 液態(tài)的二氧化碳 主要用于冷卻 二硫化鉬 +硬脂酸+石蠟做成蠟筆，涂于刀具表面 攻螺紋 注：切削鋼及灰鑄鐵時(shí)刀具耐用度約為 609

8、0min。 本發(fā)明公開了一種無氯極壓微乳切削液，其組分按重量份計(jì)：水；混合醇胺；硼酸；磺酸鹽防銹劑；分油助劑；陰離子表面活性劑；多元醇酯；硫化脂肪酸脂；礦物油；苯并三氮唑；一種制備上述切削液的方法，將硼酸、混合醇胺、水按比例加入反應(yīng)罐中，常溫?cái)嚢璺昼姡辉侔磁浞奖壤尤肫溆嘟M分，常溫?cái)嚢璺昼?；制得無氯極壓微乳切削液；該切削液可應(yīng)用于金屬切削加工中。本發(fā)明不含亞硝酸鈉、酚、氯、汞等物質(zhì)，符合環(huán)保要求，適用于鑄鐵、鋼、合金鋼、鋁、銅等多種材料的加工，能滿足車、鉆、磨、加工中心等多種加工工藝要求，具備一液多用途的功能。合成軋輥磨削液 SWM-61SWM-51合成軋輥麼削液是由陰離子表面活性劑、非離子表

9、面活性劑及其他高效添加劑，經(jīng)科學(xué)加工配制而成。該產(chǎn)品集防銹、潤(rùn)滑、清洗、冷卻于一體，適用于普通軋輥、數(shù)控軋輥磨床、高速車床、磨床、等機(jī)加工，使用后工件表面清潔，安全環(huán)保。冷卻性：避免軋輥、砂輪磨損，加工表面光潔度好；防銹性：磨削后軋輥表面形成保護(hù)膜，為軋輥提供工序間防銹保護(hù)；穩(wěn)定性：無異味有效使用周期較長(zhǎng)；環(huán)保性：不含亞硝酸鈉、鉻鹽等有害成分，安全，無毒，環(huán)保；觀察性：透明的工作液方便觀察磨削加工過程。外觀：淡黃色至黃棕色液體比重：1.050.05P H： 9.50.5防銹性（350.2，鑄鐵單片48小時(shí)）：合格用于鋼鐵類及合金等材料的切削和磨削工藝；常溫（2030）直接加入自來水或純水中稀釋

10、；使用濃度可根據(jù)加工鑄件材料、鋼及其它合金材料、膠輥等要求在520之間選用。推薦：用自來水或純水稀釋（先在循環(huán)槽內(nèi)放入計(jì)量的自來水或純水，后放本品濃縮液）攪拌循環(huán)均勻即可使用。若水質(zhì)硬度較大請(qǐng)?zhí)崆疤幚砗迷儆?，以免影響加工液的使用效果和使用壽命。?qǐng)將原液倒入水中進(jìn)行攪拌至均勻?yàn)橹?，切勿將水倒入原液進(jìn)行混配；機(jī)床多日不開動(dòng)，應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)對(duì)箱液進(jìn)行空循環(huán)和充氧，使用中應(yīng)定期測(cè)量PH值，適時(shí)補(bǔ)充或更換新液；工作液槽需及時(shí)撇去浮油和清除槽內(nèi)屑末，保持工作液的穩(wěn)定清潔、通風(fēng)。包裝與儲(chǔ)存本品的包裝、標(biāo)志、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及交貨驗(yàn)收按規(guī)定執(zhí)行。本品包裝容器注意密封。包裝重量：25公斤/200公斤多功能切削液簡(jiǎn)介

11、1、項(xiàng)目產(chǎn)品的原理： 、項(xiàng)目產(chǎn)品的原理： 在常規(guī)切削液中合成一種能顯著降低表面張力，明顯提高滲透性能的物質(zhì)， 使之合成的項(xiàng)目產(chǎn)品的滲透性能、消泡性能達(dá)到煤油柴油的標(biāo)準(zhǔn)。 項(xiàng)目產(chǎn)品的特點(diǎn)：具有非常優(yōu)異的滲透性能、消泡性能，完全能夠替代煤油 柴油和進(jìn)口切削液，是傳統(tǒng)切削液和傳統(tǒng)煤油柴油作冷卻的升級(jí)換代產(chǎn)品。 2、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)： 、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)： 研制選用了既有疏水性能， 又具有疏油性能的低表面張力氟碳表面活性劑。 攻克了氟碳表面活性劑在催化劑作用下與有機(jī)醇單本的合成工藝的技術(shù)難 關(guān)，解決了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的系統(tǒng)工程問題。 篩選開發(fā)了采用鉬酸鹽加工新型優(yōu)質(zhì)防銹材料，并解決了傳統(tǒng)防銹材料對(duì) 環(huán)境污染問題和對(duì)人體

12、健康的危害問題。 關(guān)鍵技術(shù)：氟碳表面活性劑與有機(jī)醇的復(fù)配 3、推動(dòng)科技進(jìn)步作用: 、推動(dòng)科技進(jìn)步作用防銹乳化液。由礦物油、乳化劑、防銹劑等組成，礦物油的含量約為50%80%，在水中形成水包油型乳化液。與油基切削液相比，乳化液的優(yōu)點(diǎn)在于冷卻效果好，一般稀釋為5%10%的水溶液使用，成本低，使用安全。乳化液最大的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，易受細(xì)菌的侵蝕而發(fā)臭變質(zhì)，使用周期短。我國(guó)乳化油行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)為SH/T036592。 防銹潤(rùn)滑冷卻液。這類乳化液含有動(dòng)植物脂肪和長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸更易受微生物的侵蝕而分解，使用周期很短。為了延長(zhǎng)其使用周期，可在乳化液中加入少量碳酸鈉、硼砂或苯甲酸鈉（約為水稀釋后乳化液的0.1

13、%0.3%），可提高乳化液的PH值和增強(qiáng)抗霉菌的能力，延長(zhǎng)使用壽命。 極壓乳化液。這類乳化液含有油溶性的硫、磷、氯型極壓添加劑，具有強(qiáng)的極壓潤(rùn)滑性，可用于攻絲、拉削、帶鋸等重切削加工，也用于不銹鋼、耐熱合金鋼等難切削材料的加工。 微乳化液。這類乳化液含油量較少（約10%30%）含表面活性劑量較大，可在水中形成半透明狀的微乳化液，乳化顆粒在0.1m以下（一般乳化液的顆粒1m）。微乳化液的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性較乳化液大大提高，使用周期也比乳化液長(zhǎng)。極壓微乳化液。含有硫、磷、氯型極壓添加劑，具有較好的極壓潤(rùn)滑性，可用于重負(fù)荷切削材料的加工。含有硫、磷、氯型極壓添加劑的乳化液或微乳化液，要特別注意提高其防銹性

14、能。氯離子的存在很容易腐蝕黑色金屬，因此，要選擇在水中不易分解的含氯極壓添加劑，含硫極壓抗磨劑的乳化液不適合用于加工銅質(zhì)合金?；瘜W(xué)合成切削液?；瘜W(xué)合成切削液包括兩種：一種是含有水溶性防銹劑的真溶液。如亞硝酸鈉、碳酸鈉、三乙醇胺等組成的水溶性液，這類溶液具有一定的冷卻、清洗、防銹性，不易變質(zhì)，使用周期長(zhǎng)，但其潤(rùn)滑性和潤(rùn)濕性較差，表面張力較大（與水親近），并且在水分蒸發(fā)后，金屬表面會(huì)留下硬的結(jié)晶殘留物，所以這類切削液只適合于一般的磨削加工。另一種合成液是由表面活性劑、水溶性防銹劑和水溶性潤(rùn)滑劑組成，是一種顆粒極小的膠體溶液。這種切削液表面張力低，一般小于400Pa。切削液配方 1、 透明水溶性切削

15、液 配方 1（%）透明水溶性切削液 乙二醇 65.8;四硼酸鈉 3.0;偏硅酸鈉 1.0;磷酸鈉 0.2;水 余量。 本液用于結(jié)構(gòu)鋼的車削、研磨和鉆孔，使用時(shí)用水稀釋 3 倍。 共三種配方。 2、 乳化切削油 配方 1（%）石油磺酸鈉 13;聚氧乙烯烷基酚醚（OP-10） 6.5;氯化石蠟 1030；環(huán)烷酸鉛 5;三乙醇胺油酸 皂 2.5;高速機(jī)械油（5 號(hào)） 余量。 本油用于金屬加工的擠壓、車、鉆等到工序，使用濃度為本乳化油的 5%30%.。 配方 2 %） （ 妥爾油酸鈉鹽 4.55.5;石油酸鈉鹽 4.55.5;C1-4 合成脂肪酸 2.54;聚乙二醇 1.5;工業(yè)機(jī)械油 余 量。 共五

16、種配方。 3、 防銹極壓乳化油 配方 1（%）氯化石蠟 10;硫化油酸 9;石油磺酸鋇 20;油酸 2;三乙醇胺 5;機(jī)械油（10 號(hào)） 余量。 本油主要用于重載切削加工，可代替植物油及硫化切削油。以 20%的濃度使用。防銹性能良好。 共兩種配方。 4、 其他切削液 配方 1（份）硫化切削油 硫化棉子油 500;棉子油 1350;硫磺 70;機(jī)械油（10 號(hào)） 2200.。 配方 2 共有四種配方。 切削液的配方研究： 水基切削液具有優(yōu)良的冷卻和清洗性能，但潤(rùn)滑和防銹性能差，因而應(yīng)用范圍受到限制。以松香、順酐和多元胺 等原料合成了非離子表面活性劑 H，同是以油酸和三乙醇胺為原料合成油酸三乙醇胺

17、酯，經(jīng)實(shí)用證明：以非離子表 面活性劑 H 和油酸三乙醇胺酯等復(fù)合配制而成的水基切削液，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、防銹性、冷卻性和清洗性。是 水基切削液的重大突破。 現(xiàn)代機(jī)械加工向高速、強(qiáng)力、精密方向發(fā)展，超硬、超強(qiáng)度等難加工材料的發(fā)展也使切削加工的難度日益增加。 這兩方面的原因?qū)е虑邢骷庸み^程中的摩擦力、摩擦熱大幅度提高，這就要求金屬加工液具有更好的潤(rùn)滑、冷卻、 清洗、防銹性能，以便獲得理想的加工表面。礦物潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑、防銹性能優(yōu)越，但冷卻、清洗性能差;乳化液和 水基切削液的冷卻、清洗性能優(yōu)良，但潤(rùn)滑、防銹性能差。水基切削液除具有乳化液的所有性能外，其潤(rùn)滑、冷卻、 防銹性能亦達(dá)到或超過乳化液的標(biāo)準(zhǔn)要求

18、。因而水基切削液已成為國(guó)內(nèi)外機(jī)械加工中提高加工性能的發(fā)展方向l。 在水基切削液中添加油性添加劑和極壓添加劑，是改善水基切削液潤(rùn)滑和防銹性能的有效途徑。以松香、順酐和多 元胺等原料合成的非離子表面活性劑 H 具有優(yōu)異的潤(rùn)滑和防銹性能，油酸三已醇胺酯是優(yōu)良的油性添加劑，以非 離子表面活性劑 H 和油酸三乙醇胺酯等復(fù)合配制而成的水基切削液，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、防銹性、冷卻性和清洗 性。是水基切削液的重大突破。 1、非離子表面活性劑 H 的合成 在催化劑存在下，反應(yīng)溫度為 160200時(shí)，松香3與順酐進(jìn)行共聚反應(yīng)，共聚物進(jìn)一步與多元胺發(fā)生中和反 應(yīng)，生成了非離子表面活性劑 H。產(chǎn)物為紅棕色粘稠液體。實(shí)驗(yàn)

19、測(cè)定了順酐，松香及其聚合物的紅外光譜2，證明 了反應(yīng)的發(fā)生。 2 油酸三乙醇胺酯的合成 油酸是重要脂肪酸之一，其潤(rùn)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，必須在其分子鏈中 引入親水基團(tuán)。三乙醇胺分子中含有三個(gè)一 OH 基團(tuán)，它可與酸發(fā)生酯化反應(yīng)4。 在 130160。C 條件下，油酸與三已醇胺的初始反應(yīng)摩爾比不超過 1：3 時(shí)，油酸的 COOH 基團(tuán)與三乙醇胺的 一 0H 基團(tuán)發(fā)生酯化反應(yīng)，生成了油酸三乙醇胺酯，油酸三乙醇胺酯是一種優(yōu)良的水溶性油性劑。經(jīng)四球機(jī)檢測(cè)： 5%的油酸三乙醇胺水溶液的最大無卡咬負(fù)荷 PB 值可達(dá) 700N，用 MPV 一 200 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)定其摩

20、系數(shù)為 0.070。 3 新型水基切削液的配方及工藝流程 (1)新型水基切削液的配方 作者研制的新型水基合成切削液，主要成份有：非離子表面活性劑 H、油酸三乙醇胺、極壓抗磨劑、防腐劑及消 泡劑等。其中非離子表面活性劑 H、油酸三乙醇胺由自己合成，其他組分均為市售。各組分配比通過實(shí)驗(yàn)選定如表 1 所示。 (2)工藝流程 新型水基合成切削液的工藝流程如下： 非離子表面活性劑 H 的制備一油酸三乙醇胺的合成一各組分混合一攪拌一一+加入消泡劑一裝桶。4 新型水基切 削液的質(zhì)量指標(biāo) 按照國(guó)標(biāo)(GB614485)進(jìn)行檢測(cè)，新型水基切削液的質(zhì)量指標(biāo)如表 2 所示。 4、 應(yīng)用結(jié)果及理論分析 (1)應(yīng)用結(jié)果

21、新型水基切削液研制完成之后，先后在渝州齒輪廠、大江車輛制造廠進(jìn)行試用，都獲得了比較理想的效果。綜合 起來，產(chǎn)品有如下特點(diǎn)： 1)冷卻性能突出。能大大帶走切削熱和充分冷卻刃具的切削刃，使其保持硬度、強(qiáng)度和銳利的切削能力，從而提 高了工作效率。 2)潤(rùn)滑性能優(yōu)越。在切削區(qū)能形成潤(rùn)滑油膜，切削液最大無卡咬負(fù)荷 PB 值達(dá)到 686N 以上。因而能大大降低切 削力和降低刀具及砂輪的消耗。同乳化油相比，表面加工精度顯著提高。 3)該潤(rùn)滑切削液在使用中可以滲入工件切削表面的極細(xì)微裂縫中，使表面金屬晶格脆化，使切削加工容易進(jìn)行。 4)具有很好的流動(dòng)性和良好的清洗性。同乳化油相比，可提高工件光潔度 l2 級(jí)。

22、 5)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。在存儲(chǔ)和使用時(shí)，不分層及析出沉淀物，不易腐敗，不產(chǎn)生防礙工人健康的氣體。同時(shí)該 產(chǎn)品不含對(duì)人體有害的亞硝酸鈉和礦物油，工作環(huán)境干凈無味，加工時(shí)能清晰觀察工件表面。 6)具有優(yōu)良的化學(xué)、熱安定性和防銹性。在高溫、高壓與空氣接觸中不分解、不變質(zhì)、不腐蝕金屬表面。加工件 常溫下兩周內(nèi)不生銹。 7)新型水基切削液的總體性能與礦物油相當(dāng)，但成本不到礦物油的一半。 8)新型水基切削液的工作廢液少，易于處理，大大地減少了環(huán)境污染。 (2)理論分析 1)潤(rùn)滑性能分析 在金屬切削加工中，大多數(shù)摩擦屬于邊界潤(rùn)滑摩擦。在邊界潤(rùn)滑中，由于不存在完全的油膜，其承載能力已與油 的粘度無關(guān)，而取決于潤(rùn)滑液的油性，即潤(rùn)滑成分是否包含著對(duì)金屬存在強(qiáng)烈吸附的原子 團(tuán)，能在切削界面形成物理吸附膜。 非離子表面活性劑 H 中的極性基團(tuán)對(duì)金屬有較大的親合能力，很容易吸附在金屬表面上，形成吸附潤(rùn)滑膜。因 其疏水基團(tuán)較大，并有芳環(huán)結(jié)構(gòu)，具有油性劑的作用。同時(shí)非離子表面活性劑 H 含有 N 非活性極壓元素，它兼有 油性劑和極壓劑的雙重功效。再與加入的極壓抗磨劑協(xié)同作