[go: up one dir, main page]

CN106479657A - 一种水基全合成钛合金切削液 - Google Patents

一种水基全合成钛合金切削液 Download PDF

Info

Publication number
CN106479657A
CN106479657A CN201610831311.1A CN201610831311A CN106479657A CN 106479657 A CN106479657 A CN 106479657A CN 201610831311 A CN201610831311 A CN 201610831311A CN 106479657 A CN106479657 A CN 106479657A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium alloy
alloy cutting
cutting liquid
lubrication
sodium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610831311.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106479657B (zh
Inventor
戴媛静
杨晔
张晨辉
雒建斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chaohua Technology Foshan Co ltd
Original Assignee
Tianjin Institute of Advanced Equipment of Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Institute of Advanced Equipment of Tsinghua University filed Critical Tianjin Institute of Advanced Equipment of Tsinghua University
Priority to CN201610831311.1A priority Critical patent/CN106479657B/zh
Publication of CN106479657A publication Critical patent/CN106479657A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106479657B publication Critical patent/CN106479657B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M173/00—Lubricating compositions containing more than 10% water
    • C10M173/02—Lubricating compositions containing more than 10% water not containing mineral or fatty oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/2805—Esters used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant Compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2215/042—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms containing hydroxy groups; Alkoxylated derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04—Phosphate esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/04—Detergent property or dispersant property
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/12—Inhibition of corrosion, e.g. anti-rust agents or anti-corrosives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/18—Anti-foaming property
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20—Metal working
    • C10N2040/22—Metal working with essential removal of material, e.g. cutting, grinding or drilling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

本发明涉及一种水基全合成钛合金切削液，该钛合金切削液包括如下组分：润滑主剂、润滑辅剂、水，其中润滑主剂的重量百分比为1～20％，润滑辅剂的重量百分比为1～10％。本发明涉及的钛合金切削液属于水基全合成金属加工液，不含矿物油、植物油等油性成分，不含亚硝酸盐、仲胺、甲醛及甲醛释放物，不含氯、铬等元素，对环境和人体友好，不易滋生腐败，使用寿命长。

Description

一种水基全合成钛合金切削液
技术领域
本发明涉及一种水基金属加工液，具体地，本发明涉及一种环境友好的水基全合成钛合金切削液。
背景技术
钛合金被誉为金属材料中的大力神，具有高强度，低密度，抗腐蚀、耐高温等一系列优点，大量应用于飞机架构件、涡轮等重要部件的加工，能够有效地减轻机体重量提高机体机构效率和发动机推重比，有利于降低热障现象。未来二十年，钛合金将逐步取代铝合金成为飞机制造中的主要材料，被誉为一种使人类走向空间时代的战略性金属材料。然而，钛合金也因其难加工性而闻名。由于导热系数小、刀尖温度高、弹性模量低、化学性质活泼等特点，切削加工时存在粘刀现象严重、刀具剧烈磨损、加工硬化严重、已加工工件表面质量差等问题，加工成本往往超过材料本身。这在一定程度上限制了钛合金广泛应用。
金属加工液被广泛用于机械加工中，主要起到冷却、润滑、防锈和清洗的作用，此外还有维持加工稳定性、安全性等功能。金属加工液分为油基和水基两大类，目前市场上使用的大多为低粘度的矿物油或加入乳化剂的乳化油产品，成本高，对环境污染严重，而且对使用者的身体健康构成较大危害。近年来，环境保护和人类健康越来越多的引起人们的关注，金属加工液的使用和废液的排放处理受到环保法规越来越严格的制约，金属加工液由传统的油基加工液向无公害或低公害的水基加工液发展已成为大势所趋。水基加工液包括乳化液、微乳液和全合成液，其中乳化液和微乳液具有较好的润滑效果，但是容易腐败变质，而全合成加工液由于不含基础油，具有最佳的冷却和清洗效果，但是润滑和防锈效果相对较差。
尽管近年来国内外的很多学者都提出了新型的冷却润滑方式和新型植物油基金属加工液，并对其作用的微观机理进行了一定的探讨，但其研究成果在实际的工业生产特别是难加工金属如钛合金的加工中却鲜有报道，使用加工液作为冷却润滑的媒介仍是最有效、最实用的方式。常用的切削液在钢、铝等金属表面有很好的润滑抗磨效果，但对钛合金，由于其自身物化性质导致的难加工性能，切削液的冷却、润滑和抗磨效果很差，导致出现大面积的表面硬化、粘屑、磨损等表面缺陷，影响工件表面质量、恶化刀具使用寿命。因此研究和开发对环境和人体友好、适合航空钛合金切削的金属加工液对提高加工效率，降低成本具有十分重要的价值和意义。
发明内容
本发明旨在解决至少一种现有技术中存在的难点或缺陷，提出一种冷却性能好，对钛合金具有极佳的润滑抗磨性并能有效减少甚至消除粘着磨损现象的水基全合成钛合金切削液。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种钛合金切削液(水基全合成)，包括如下组分：润滑主剂、润滑辅剂、水，其中润滑主剂的重量百分比为1～20％，润滑辅剂的重量百分比为1～10％。
优选地，本发明中的润滑主剂是一种对钛合金具有强烈吸附和润滑作用、含有多种活性官能团的自乳化酯，它很容易吸附在钛合金表面形成边界润滑膜，所述润滑主剂为蓖麻油磺酸酯(太古油)、菜籽油醇胺酯、聚乙二醇脂肪酸酯、烷基聚乙二醇酸酯、聚乙二醇三羟甲基丙烷脂肪酸酯中的至少一种。优选的，所述润滑主剂为蓖麻油磺酸酯、菜籽油醇胺酯、烷基聚乙二醇酸酯中的一种。更优选地，所述的润滑主剂为烷基聚乙二醇酸酯，如Priolube3955(Croda/禾大)。
所述润滑辅剂为有机磷酸酯，选自烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、脂肪醇磷酸酯、脂肪酸磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯、咪唑啉磷酸酯、硫代磷酸酯中的至少一种。优选地，所述润滑辅剂为烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种。
优选地，所述润滑主剂和润滑辅剂必须以一定的比例复配使用才能在钛合金-硬质合金摩擦副之间达到最佳的润滑和抗磨结果，所述润滑主剂、润滑辅剂的质量比为1：(0.1-1)；更优选为1：(0.2-0.5)。
优选地，该钛合金切削液，由以下组分组成：
1～20重量％的润滑主剂；
1～10重量％的润滑辅剂；
5～15重量％的防锈剂；
5～25重量％的pH调节剂；
0.5～5重量％的消泡剂；
0.1～5重量％的杀菌剂；
余量水；以钛合金切削液总重量计。
优选地，所述钛合金切削液的pH值为8～10，更优选为8.5～9.5。
所述防锈剂选自碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠、硼酸钠、铬酸钠、钼酸钠、钨酸钠、苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、脂肪酸钠、油酸烷醇酰胺、植酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、有机三元聚羧酸、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯骈噻唑、巯基苯并咪唑、氨基三氮唑、羟基喹啉、吲哚、吗啉、咪唑啉、氨基磺酸、木质素磺酸钠、聚天冬氨酸中的一种或两种以上的组合物。优选地，所述防锈剂为硼酸钠、油酸烷醇酰胺、癸二酸、有机三元聚羧酸、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种或两种以上的组合物。
所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺、氨基丙醇、二异丙醇胺、乙二胺、氢氧化四甲基胺、氢氧化四乙基胺、氢氧化四丙基胺中的一种或两种以上的组合物。优选地，所述pH调节剂为三乙醇胺、异丙醇胺、二甘醇胺、氢氧化钾中的一种或两种以上的组合物。
所述消泡剂选自乳化硅油、二甲基硅油、聚硅氧烷、有机改性硅氧烷、聚醚、聚醚-硅氧烷共聚物、高碳醇、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯中的一种或两种以上的组合物。优选地，所述消泡剂为有机改性硅氧烷、聚醚、聚醚-硅氧烷共聚物、高碳醇脂肪酸酯复合物中的一种或两种以上的组合物。
所述杀菌剂选自碘代丙炔基氨基甲酸丁脂、异噻唑啉酮、恶唑啉衍生物、苯并异噻唑啉酮、乙二醇二羟甲醚、三嗪衍生物、亚甲基双吗啉、丁氨基甲酸碘代丙炔基酯、尼泊金酯、唑烷衍生物、吡啶硫酮钠的一种或两种以上的组合物。优选地，所述杀菌剂为碘代丙炔基氨基甲酸丁脂、苯并异噻唑啉酮、吡啶硫酮钠的一种或两种以上的组合物。
本发明还提供了上述钛合金切削液的制备方法，该方法包括如下步骤：将去离子水放入反应釜内，加入防锈剂和pH调节剂，搅拌加热升温至70～80℃，反应至形成透明澄清溶液A；将润滑主剂与润滑辅剂混合，搅拌形成液体B；在保持搅拌加热(70～80℃)的条件下将B缓慢加入A中，加完后继续加热搅拌至体系澄清，降温至30℃，加入消泡剂和杀菌剂并搅拌均匀，得到的即为钛合金切削液浓缩原液。
所述钛合金切削液使用时采用去离子水或自来水稀释成质量浓度为5％～20％的稀释工作液，pH值控制在8～10，优选控制在8.5～9.5。
本发明所提供的钛合金切削液的创新性和优点在于：
1、本发明涉及的钛合金切削液属于水基全合成金属加工液，不含矿物油、植物油等油性成分，不含亚硝酸盐、仲胺、甲醛及甲醛释放物，不含氯、铬等元素，对环境和人体友好，不易滋生腐败，使用寿命长。
2、本发明所提供的钛合金切削液采用润滑主剂和润滑辅剂优化比例复配使用的方法以达到钛合金-硬质合金摩擦副之间最佳的润滑和抗磨性能。润滑主剂是一种具有多个水溶性活性官能团自乳化酯，分子具有很好的自乳化分散性，在碱性水溶液中可以维持稳定的热力学性能；而多个长链烷基端或环烷端提供了优异的油性成膜性能，使分子能在钛合金表面形成稳固不易破裂的边界润滑膜层。润滑辅剂是一种亲水性较强的有机磷酸酯表面活性剂，它能够与钛合金表面形成化学反应吸附膜，在合成酯的边界润滑膜层形成初期提供优异的润滑和抗磨性能的补强，使摩擦过程全程润滑稳定、抗磨良好，避免形成粘滑现象和粘着磨损。
3、本发明所提供的钛合金切削液用于航空钛合金的加工，具有优良的冷却和润滑抗磨性，可以极大的减小切削过程中产生的热量并加速热量传导，防止钛合金表面加工硬化，显著降低切屑瘤和粘刀现象，提高工件质量，延长刀具使用寿命。
4、本法明所提供的钛合金切削液复配了防锈剂、PH调节剂、消泡剂和杀菌剂，具有优异的体系稳定性和协同增强性，稀释工作液能有效防止工件和机床的锈蚀，抗泡消泡性好、清洗性佳，不易腐败、使用寿命长。切削液可以采用自来水进行稀释，抗硬水，抑制氯离子点蚀能力强，废液易降解处理，有效成分可分离并循环使用，环保低碳，有利于成本控制和环境保护。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1显示了实施例1对照组1在SRV-4上的摩擦润滑性能结果；
图2显示了实施例1对照组2在SRV-4上的摩擦润滑性能结果；
图3显示了实施例1对照组3在SRV-4上的摩擦润滑性能结果；
图4显示了实施例1实验组1在SRV-4上的摩擦润滑性能结果；
图5显示了实施例1实验组2在SRV-4上的摩擦润滑性能结果；
图6显示了实施例1实验组3在SRV-4上的摩擦润滑性能结果；
图7显示了实施例1对照组1的SRV实验钛合金盘磨痕处表面形貌观测结果(实验设备：三维白光形貌干涉仪)；
图8显示了实施例1实验组3的SRV实验钛合金盘磨痕处表面形貌观测结果(实验设备：三维白光形貌干涉仪)；
图9显示了实施例2实验组1、实验组2和对照组在SRV-4上的摩擦润滑性能对比结果；
图10显示了实施例2对照组的SRV实验钛合金盘磨痕处表面形貌观测结果(实验设备：三维白光形貌干涉仪)；
图11显示了实施例2实验组1的SRV实验钛合金盘磨痕处表面形貌观测结果(实验设备：三维白光形貌干涉仪)；
图12显示了实施例2实验组2的SRV实验钛合金盘磨痕处表面形貌观测结果(实验设备：三维白光形貌干涉仪)。
具体实施方式
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1润滑剂复配对润滑性能的影响及与其他润滑剂的润滑性能比较
1、分组及处理方法
实验组1：
取90g去离子水，加入烷基聚乙二醇酸酯(Priolube3955，Croda)1g，用二甘醇胺调节pH值至9.0，加去离子水补至总重量为100g，搅拌均匀，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
实验组2：
取90g去离子水，加入脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯(MOA-3P，海安石化)1g，用二甘醇胺调节pH值至9.0，加去离子水补至总重量为100g，搅拌均匀，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
实验组3：
取90g去离子水，加入烷基聚乙二醇酸酯(Priolube3955，Croda)1g，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯(MOA-3P，海安石化)0.5g，用二甘醇胺调节pH值至9.0，加去离子水补至总重量为100g，搅拌均匀，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
对照组1：
取液体石蜡适量，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
对照组2：
取蓖麻油适量，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
对照组3：
取PAG(50-HB-660，DOW Chemical)适量，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
摩擦润滑性能测试方法：
本发明采用摩擦磨损试验机(SRV-4)测试水基液的润滑特性，具体实验条件如下：
实验设备：Optimal SRV-4多功能摩擦磨损试验机
摩擦副：YG8硬质合金球/TC4钛合金盘
载荷：100N
行程：2mm
频率：20Hz
温度：25℃
2、结果和分析
详细结果见下表1和图1～6。
表1对照组与实验组的润滑性能比较
*：星级越大，润滑性能越好。
由表1对照组1～3和图1～3可以看出，对于难加工的钛合金，矿物油(液体石蜡)、植物油(蓖麻油)和聚醚润滑剂(PAG)均不能实现优良的润滑结果，特别是在摩擦副接触的初期，基本不能形成稳定的润滑摩擦，摩擦系数COF偏大(≥0.3)且波动剧烈，这种润滑状态会造成钛合金表面严重的磨损和粘着现象(图7)。而本发明所采用的润滑主剂烷基聚乙二醇酸酯的1％水溶液和润滑辅剂脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的1％水溶液就能在钛合金表面迅速的形成润滑膜层，COF能在45秒内迅速达到0.2以下，特别是两者按比例复配以后，15秒内COF迅速将至0.15左右，其后保持稳定的润滑状态，钛合金盘表面的观测结果(图8)显示：摩擦区磨痕窄，表面光滑，几乎无粘着产生，说明润滑主剂和润滑辅剂按比例复配后能迅速在钛合金表面形成稳定的化学吸附润滑膜层，起到了很好的润滑抗磨作用。
实施例2本发明钛合金切削液与商用钛合金切削液的润滑性能比较
1、分组及处理方法
实验组1：
一种用于航空钛合金加工的水基全合成钛合金切削液原液，按重量百分比计，该水基切削液由以下组分组成：烷基聚乙二醇酸酯(Priolube3955，Croda)5％，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯(MOA-3P，海安石化)2.5％，癸二酸8％，硼酸钠5％，苯并三氮唑0.5％，三乙醇胺20％，氢氧化钾0.2％，有机改性硅氧烷消泡剂(Antifoam 793，Degussa)0.5％，苯并异噻唑啉酮杀菌剂1％，其余部分用去离子水补足。取适量原液加入去离子水配制成10wt％的稀释液，搅拌均匀，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
实验组2：
一种用于航空钛合金加工的水基全合成钛合金切削液原液，按重量百分比计，该水基切削液由以下组分组成：蓖麻油磺酸酯(太古油，国药)20％，烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(TXP-10，海安石化)5％，有机三元聚羧酸(L190)5％，硼酸钠3％，甲基苯并三氮唑0.5％，三乙醇胺10％，氢氧化钾0.2％，有机改性硅氧烷消泡剂(Antifoam 793，Degussa)4％，苯并异噻唑啉酮杀菌剂4％，其余部分用去离子水补足。取适量原液加入去离子水配制成10wt％的稀释液，搅拌均匀，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
对照组：
选取商用水基全合成钛合金切削液原液，加入去离子水，按照厂家建议的最佳使用浓度配制成10wt％的稀释液，搅拌均匀，使用多功能摩擦磨损实验机SRV-4测试其摩擦润滑性能。
2、结果和分析
详细结果见下表2和图9～12。
表2实验组和对照组SRV实验钛合金盘磨痕的二维尺度对比列表
Height(μm) Width(μm)
实验组1 36.6 1190
实验组2 38.2 1240
对照组 69.3 1667
由图9可知，商用水基全合成钛合金切削液(对照组)的润滑性能较差，摩擦系数很不稳定，摩擦过程中由于粘附-滑移的出现，摩擦系数会突然升高，然后再降低；而本发明的钛合金切削液(实验组1、实验组2)均具有优异的润滑性能，十分短暂的磨合期过后，实验组1摩擦系数低至0.16，实验组2摩擦系数稳定在0.17。且整个实验过程中两个实验组润滑液均可实现稳定润滑，没有出现粘滑现象。将SRV摩擦实验后的钛合金盘表面在三维白光干涉仪下观察其表面质量，发现商用切削液(对照组)的磨痕处有明显的撕裂疤痕，出现严重的粘着磨损(图10)，而两个实验组的钛合金表面磨痕狭窄，表面光滑而规则(图11，图12)，表2实验组和对照组SRV实验钛合金盘磨痕的二维尺度对比结果也与上述白光的观测结果吻合。以上实验结果充分表明：本发明的水基全合成钛合金切削液能显著提高加工后的钛合金表面质量，减少钛材料在工具上的粘着，具有优异的润滑抗磨性能。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种钛合金切削液，其特征在于：包括如下组分：润滑主剂、润滑辅剂、水，其中润滑主剂的重量百分比为1～20％，润滑辅剂的重量百分比为1～10％。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金切削液，其特征在于：所述润滑主剂为蓖麻油磺酸酯(太古油)、菜籽油醇胺酯、聚乙二醇脂肪酸酯、烷基聚乙二醇酸酯、聚乙二醇三羟甲基丙烷脂肪酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种钛合金切削液，其特征在于：所述润滑主剂为蓖麻油磺酸酯、菜籽油醇胺酯、烷基聚乙二醇酸酯中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金切削液，其特征在于：所述润滑辅剂为有机磷酸酯，选自烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、脂肪醇磷酸酯、脂肪酸磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯、咪唑啉磷酸酯、硫代磷酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种钛合金切削液，其特征在于：所述润滑辅剂为烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种钛合金切削液，其特征在于：所述润滑主剂、润滑辅剂的质量比为1：(0.1-1)；更优选为1：(0.2-0.5)。
7.根据权利要求6所述的一种钛合金切削液，其特征在于：该钛合金切削液，由以下组分组成：
1～20重量％的润滑主剂；
1～10重量％的润滑辅剂；
5～15重量％的防锈剂；
5～25重量％的pH调节剂；
0.5～5重量％的消泡剂；
0.1～5重量％的杀菌剂；
余量水；以钛合金切削液总重量计。
8.根据权利要求7所述的一种钛合金切削液，其特征在于：所述钛合金切削液的pH值为8～10。
9.根据权利要求7所述的一种钛合金切削液，其特征在于：
所述防锈剂选自碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠、硼酸钠、铬酸钠、钼酸钠、钨酸钠、苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、脂肪酸钠、油酸烷醇酰胺、植酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、有机三元聚羧酸、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯骈噻唑、巯基苯并咪唑、氨基三氮唑、羟基喹啉、吲哚、吗啉、咪唑啉、氨基磺酸、木质素磺酸钠、聚天冬氨酸中的一种或两种以上的组合物；
所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺、氨基丙醇、二异丙醇胺、乙二胺、氢氧化四甲基胺、氢氧化四乙基胺、氢氧化四丙基胺中的一种或两种以上的组合物；
所述消泡剂选自乳化硅油、二甲基硅油、聚硅氧烷、有机改性硅氧烷、聚醚、聚醚-硅氧烷共聚物、高碳醇、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯中的一种或两种以上的组合物；
所述杀菌剂选自碘代丙炔基氨基甲酸丁脂、异噻唑啉酮、恶唑啉衍生物、苯并异噻唑啉酮、乙二醇二羟甲醚、三嗪衍生物、亚甲基双吗啉、丁氨基甲酸碘代丙炔基酯、尼泊金酯、唑烷衍生物、吡啶硫酮钠的一种或两种以上的组合物。
10.权利要求1-9任一项所述钛合金切削液的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：将去离子水放入反应釜内，加入防锈剂和pH调节剂，搅拌加热升温至70～80℃，反应至形成透明澄清溶液A；将润滑主剂与润滑辅剂混合，搅拌形成液体B；在保持搅拌加热(70～80℃)的条件下将B缓慢加入A中，加完后继续加热搅拌至体系澄清，降温至30℃，加入消泡剂和杀菌剂并搅拌均匀，得到的即为钛合金切削液浓缩原液。
CN201610831311.1A 2016-09-18 2016-09-18 一种水基全合成钛合金切削液 Active CN106479657B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610831311.1A CN106479657B (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种水基全合成钛合金切削液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610831311.1A CN106479657B (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种水基全合成钛合金切削液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106479657A true CN106479657A (zh) 2017-03-08
CN106479657B CN106479657B (zh) 2019-07-12

Family

ID=58267271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610831311.1A Active CN106479657B (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种水基全合成钛合金切削液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106479657B (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106987302A (zh) * 2017-03-27 2017-07-28 北京华懋伟业精密电子有限公司 一种全合成切削液及其制备方法
CN107446662A (zh) * 2017-09-07 2017-12-08 苏州浩焱精密模具有限公司 一种工件切削液及其制备方法
CN107699329A (zh) * 2017-09-06 2018-02-16 苏州纽东精密制造科技有限公司 一种防锈切削液及其制备方法
CN107723072A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 东莞市晶索润滑科技有限公司 用于锌合金的加工液
CN108654533A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 苏州市金翔钛设备有限公司 水基钛合金切割液的反应釜
CN108715771A (zh) * 2018-05-11 2018-10-30 铜陵康达铝合金制品有限责任公司 一种抗菌性能好的铝合金切削液
CN108998151A (zh) * 2018-09-17 2018-12-14 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司 一种防腐抗磨轧制油添加剂的制备方法
CN109233982A (zh) * 2018-09-06 2019-01-18 内蒙古塞克博科矿业科技有限公司 一种环保除锈型液压支架用浓缩液的生产工艺
CN109502773A (zh) * 2018-11-22 2019-03-22 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种环保型循环冷却水处理剂及制备方法
CN111808668A (zh) * 2020-08-05 2020-10-23 陕西高精尖新材料科技有限责任公司 钛合金丝材高温拉拔水基润滑剂及其制备方法
CN112680271A (zh) * 2020-12-24 2021-04-20 成都优力赛科技有限公司 一种高速易拉罐水基润滑剂
CN113122361A (zh) * 2021-03-19 2021-07-16 西安建筑科技大学 一种基于黑磷量子点的低成本钛合金水基切削液及其制备方法
CN113563948A (zh) * 2020-12-14 2021-10-29 汉能（青岛）润滑科技有限公司 一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物
CN113816552A (zh) * 2021-09-08 2021-12-21 安美科技股份有限公司 金属加工废液净化回用方法及金属加工回收液
CN119144381A (zh) * 2024-10-10 2024-12-17 南通科星化工股份有限公司 一种酯基半合成切削液及其制备方法
CN119709296A (zh) * 2023-09-27 2025-03-28 中国石油天然气股份有限公司 一种钛合金切削液组合物及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219479A (en) * 1988-11-23 1993-06-15 Esti Chem A/S Self-emulsifying ester compounds
CN104277902A (zh) * 2014-09-12 2015-01-14 广州中机实业有限公司 一种重负荷金属加工全合成切削液及其制备方法与应用
CN105038938A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 路伯润滑油（苏州）有限公司 一种航空镁铝合金切削液及其配制方法
CN105567399A (zh) * 2016-01-18 2016-05-11 清华大学 水基钛合金加工液及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219479A (en) * 1988-11-23 1993-06-15 Esti Chem A/S Self-emulsifying ester compounds
CN104277902A (zh) * 2014-09-12 2015-01-14 广州中机实业有限公司 一种重负荷金属加工全合成切削液及其制备方法与应用
CN105038938A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 路伯润滑油（苏州）有限公司 一种航空镁铝合金切削液及其配制方法
CN105567399A (zh) * 2016-01-18 2016-05-11 清华大学 水基钛合金加工液及其应用

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106987302A (zh) * 2017-03-27 2017-07-28 北京华懋伟业精密电子有限公司 一种全合成切削液及其制备方法
CN107699329A (zh) * 2017-09-06 2018-02-16 苏州纽东精密制造科技有限公司 一种防锈切削液及其制备方法
CN107446662A (zh) * 2017-09-07 2017-12-08 苏州浩焱精密模具有限公司 一种工件切削液及其制备方法
CN107723072B (zh) * 2017-11-13 2020-10-09 东莞市晶索润滑科技有限公司 用于锌合金的加工液
CN107723072A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 东莞市晶索润滑科技有限公司 用于锌合金的加工液
CN108715771A (zh) * 2018-05-11 2018-10-30 铜陵康达铝合金制品有限责任公司 一种抗菌性能好的铝合金切削液
CN108654533A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 苏州市金翔钛设备有限公司 水基钛合金切割液的反应釜
CN109233982A (zh) * 2018-09-06 2019-01-18 内蒙古塞克博科矿业科技有限公司 一种环保除锈型液压支架用浓缩液的生产工艺
CN108998151A (zh) * 2018-09-17 2018-12-14 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司 一种防腐抗磨轧制油添加剂的制备方法
CN109502773A (zh) * 2018-11-22 2019-03-22 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种环保型循环冷却水处理剂及制备方法
CN111808668A (zh) * 2020-08-05 2020-10-23 陕西高精尖新材料科技有限责任公司 钛合金丝材高温拉拔水基润滑剂及其制备方法
CN113563948A (zh) * 2020-12-14 2021-10-29 汉能（青岛）润滑科技有限公司 一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物
CN112680271A (zh) * 2020-12-24 2021-04-20 成都优力赛科技有限公司 一种高速易拉罐水基润滑剂
CN112680271B (zh) * 2020-12-24 2022-07-01 四川优力赛新材料科技有限公司 一种高速易拉罐水基润滑剂
CN113122361A (zh) * 2021-03-19 2021-07-16 西安建筑科技大学 一种基于黑磷量子点的低成本钛合金水基切削液及其制备方法
CN113122361B (zh) * 2021-03-19 2022-07-12 西安建筑科技大学 一种基于黑磷量子点的低成本钛合金水基切削液及其制备方法
CN113816552A (zh) * 2021-09-08 2021-12-21 安美科技股份有限公司 金属加工废液净化回用方法及金属加工回收液
CN119709296A (zh) * 2023-09-27 2025-03-28 中国石油天然气股份有限公司 一种钛合金切削液组合物及其制备方法
CN119144381A (zh) * 2024-10-10 2024-12-17 南通科星化工股份有限公司 一种酯基半合成切削液及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106479657B (zh) 2019-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106479657B (zh) 一种水基全合成钛合金切削液
CN104498163B (zh) 水溶性全合成金属加工液及其应用
CN101104831B (zh) 微乳化型不锈钢切削液
CN113046163B (zh) 一种超低摩擦系数水基切削润滑液
CN105567399B (zh) 水基钛合金加工液及其应用
US9803156B2 (en) Aqueous cutting fluid composition
CN102719306B (zh) 绿色微乳型金属切削液及其制备方法
JP7030713B2 (ja) 金属加工液
CN108441293A (zh) 一种抗硬水半合成金属加工液及其制备方法
CN104450130A (zh) 金属切削液及其制备方法
CN104877750A (zh) 一种核电设备加工用水基切削液及其稀释液
CN106590907A (zh) 一种含石墨烯的金属切削液及其制备方法
CN112646654A (zh) 一种应用于铝合金材质的超高润滑环保切削液及其制备方法
CN107034003A (zh) 超低泡全合成水基润滑液
CN107446681B (zh) 一种微乳化型水溶性金属切削液及其制备方法
US3798164A (en) Polyoxyalkylene bis-thiourea extreme pressure agents and methods of use
CN108517251A (zh) 一种水性环保切削液及制备方法
CN106675736A (zh) 多功能切削液组合物
CN104877737B (zh) 航空航天设备特种材料用乳化切削液及制备方法和用途
CN110125495A (zh) 一种提高电火花加工效率的加工液及其制备方法
CN106566625B (zh) 一种植物油基钛合金乳化加工液
CN117660094B (zh) 一种环保型高性能高温合金乳化切削液及其制备方法
CN107011977A (zh) 一种切削液及其制备方法
CN118516169A (zh) 高效环保铝合金切削液及其制备方法和应用
CN110029006A (zh) Elid磨削复合材料专用磨削液及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190610

Address after: 300300 Dongli Lake Resort, Dongli District, Tianjin

Applicant after: TIANJIN INSTITUTE OF ADVANCED EQUIPMENT, TSINGHUA University

Applicant after: TSINGHUA University

Address before: 300300 Dongli Lake Resort, Dongli District, Tianjin

Applicant before: TIANJIN INSTITUTE OF ADVANCED EQUIPMENT, TSINGHUA University

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211125

Address after: 528200 402-2, 4th Floor, Building B1, Jihua Laboratory, No.28 Huandao South Road, Guicheng Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province (Address Declaration)

Patentee after: Chaohua Technology (Foshan) Co.,Ltd.

Address before: 300 Dongli Lake Resort, Dongli District, Tianjin

Patentee before: TIANJIN INSTITUTE OF ADVANCED EQUIPMENT, TSINGHUA University

Patentee before: Tsinghua University