全合成磨削液的配方設(shè)計(jì)

王欣

摘要：根據(jù)磨削液的潤滑、防銹、清洗、冷卻等四個方面性能要求，并結(jié)合材料的物化特性對各配方原料進(jìn)行合理選擇，研制出一款高效環(huán)保的全合成磨削液。

關(guān)鍵詞：全合成；磨削液；配方

隨著對產(chǎn)品表面質(zhì)量、加工效率以及環(huán)保等要求越來越高，高效環(huán)保型磨削液成為未來的趨勢[1-2]。全合成磨削液具有清潔環(huán)保、資源廣闊、易于制備等優(yōu)點(diǎn)，是今后金屬加工液的重點(diǎn)發(fā)展方向。因此，本文采用科學(xué)調(diào)配方式，研制出一款性能優(yōu)異的全合成磨削液。該磨削液綜合性能優(yōu)良、清潔環(huán)保、使用壽命長，能滿足現(xiàn)有市場的需求。

1. 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

試劑及材料：硼酸、有機(jī)酸A、有機(jī)酸B、醇胺、特殊胺、硼酸鹽、極壓劑、殺菌劑、消泡劑、去離子水、一級灰口鑄鐵片、紫銅片、鋁合金片等標(biāo)準(zhǔn)試片。

儀器：四球摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)（MS-10A，廈門天機(jī)自動化有限公司）；攪拌器（JJ-1，常州華奧儀器）；恒溫鼓風(fēng)干燥箱（GZX-9030MBE，上海博訊實(shí)業(yè)）；精密電子天平。

1.2 材料選擇的依據(jù)

1.2.1 潤滑劑的選擇

潤滑性是評價磨削液性能優(yōu)劣的關(guān)鍵參數(shù)之一，直接影響加工刀具的使用壽命以及工件加工面的質(zhì)量。兼顧性能與環(huán)保，本文采用硼酸醇胺體系作為潤滑劑，該體系潤滑性良好[3]，并選用其與環(huán)保型極壓劑復(fù)配，優(yōu)化磨削液的極壓潤滑性能。本研究以潤滑性參數(shù)PB值和PD值為評價指標(biāo)，通過調(diào)整硼酸醇胺體系與極壓劑的添加比例來確定最佳的原料配比，以調(diào)配出潤滑性最優(yōu)的全合成磨削液。

1.2.2防銹劑選擇

全合成磨削液中不含礦物油，且含水量高，這增加了加工工件和刀具等發(fā)生銹蝕的可能性，所以在未有其它防銹工序情況下，磨削液本身應(yīng)該具備較高的防銹性。大多數(shù)極性物質(zhì)可在金屬表面形成保護(hù)膜，防止水分以及其他腐蝕介質(zhì)與金屬表面接觸，以起到防銹效果[4]。通常采用的防銹劑有無機(jī)鹽和有機(jī)物兩類。根據(jù)防銹效果以及健康環(huán)保角度，本研究采用有機(jī)羧酸胺與無機(jī)鹽（硼酸鹽）復(fù)配，調(diào)制防銹性能優(yōu)良的防銹劑。

1.2.3其它添加劑

殺菌劑：在合成磨削液在使用期間，進(jìn)入磨削液的雜油、灰塵及各類有機(jī)物等都可能導(dǎo)致微生物的滋生，從而導(dǎo)致工作液變質(zhì)，使用壽命大大降低，因而有必要添加一定量的殺菌劑。一般的工業(yè)殺菌劑有一定毒性，易對操作人員的健康造成傷害。本研究采用高效低毒的水溶性殺菌劑。

消泡劑：磨削液使用過程中形成的大量泡沫會影響金屬加工的連續(xù)性，故磨削液的各類添加劑應(yīng)盡量選擇低泡。本配方采用改性有機(jī)硅類消泡劑，添加量為0.05～0.1%。

2.磨削液配方的確定

磨削液中的各原料的功能并不單一，通常有一劑多用的特點(diǎn)，綜合各添加劑的組合特征，通過不斷優(yōu)化配比可得到全合成磨削液的配方組成，如表3所示。

2.1配制工藝

極壓潤滑液：將一定劑量比的硼酸和復(fù)合醇胺投入四口燒瓶中，于110～130℃條件下攪拌反應(yīng)2h，攪拌速度控制為200～300rpm，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物為透明粘稠狀液體，待冷卻后加入一定量水溶解，并繼續(xù)加入極壓劑，即得極壓潤滑液。

防銹液：將一定配比的有機(jī)酸A、有機(jī)酸B、復(fù)合醇胺以及特殊胺依次加入一定量的去離子水中攪拌溶解，待澄清透明后，繼續(xù)加入硼酸鹽并攪拌溶解至透明溶液，即得防銹液。

全合成磨削液：將極壓潤滑劑、防銹液、殺菌劑、消泡劑以及余量的去離子水混合攪拌均勻即可。

2.2性能測試

3.結(jié)語

通過大量配比試驗(yàn)，優(yōu)化得到全合成磨削液各原料組成，并確定合理的配制工藝，該配方中不含亞硝酸鈉、氯、酚類和其他對人體和環(huán)境有毒有害的物質(zhì)，是一種綠色環(huán)保的產(chǎn)品。同時通過四球摩擦試驗(yàn)以及防銹腐蝕試驗(yàn)測試，該全合成磨削液的極壓潤滑性優(yōu)異，防銹性能良好，完全滿足實(shí)際加工要求，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

（作者單位：南京瑭澤化工有限公司）