水性磨削液成分分析

發(fā)布時(shí)間:2012/10/19 9:50:25 來源：劉工字體:

水性磨削液廣泛應(yīng)用于金屬加工等制造業(yè)，禾川化工專業(yè)從事水性磨削液成分分析、配方分析，配方還原，配方檢測(cè)，配方研制，為磨削液相關(guān)企業(yè)提供整套技術(shù)解決方案一站式服務(wù)。

一、背景磨削液配方背景 name=磨削液配方背景>

水性磨削液廣泛應(yīng)用于金屬加工等制造業(yè)，禾川化工專業(yè)從事水性磨削液成分分析、配方分析，配方還原，配方檢測(cè)，配方研制，為磨削液相關(guān)企業(yè)提供整套技術(shù)解決方案一站式服務(wù)。磨削液是磨削加工重要的配套材料，在磨削加工過程中，砂輪和材料之問既發(fā)生切削又發(fā)生刻劃和劃擦，產(chǎn)生大量的磨削熱，與車削、銑刀等切削方式不同，車削、銑刀切削方式大約有70％～80％的熱量聚集在切屑上流走，傳人工件的約占10％～20％，傳人刀具的則不到5％，但磨削加工由于被切削的金屬較薄，大約60％～90％的熱量被傳人工件，僅有不到10％的熱量被磨削帶走，產(chǎn)生了大量的磨削熱，磨削區(qū)溫度可達(dá)400～1000℃左右，在這樣的高溫下，材料會(huì)發(fā)生變形和燒傷，砂輪也會(huì)嚴(yán)重磨損，磨削質(zhì)量下降。在通常情況下磨削加T都會(huì)使用磨削液，將大量的磨削熱帶走，降低磨削區(qū)的溫度。有效地使用磨削液可提高切削速度30％，降低溫度到100～150℃，減少切削力l0％～30％，延長(zhǎng)砂輪使用壽命4～5倍。

磨削液的四大作用：潤(rùn)滑、冷卻、清洗、防銹作用，附帶的作用有良好的乳化分散性能,良好的抗泡性能,良好的環(huán)境穩(wěn)定性。

二、常見磨削液

磨削液種類很多，通?？梢苑譃閮纱箢悾核苄阅ハ饕汉陀腿苄阅ハ饕海苄阅ハ饕河挚梢苑譃椋喝榛?，透明水溶液，電解質(zhì)水溶液。

2.1油性磨削液：

油溶性磨削液主要成分多為礦物油。普通礦物油是在低黏度或中黏度礦物油中加防銹添加劑。如在機(jī)械油、輕質(zhì)柴油、煤油中加脂肪酸以增強(qiáng)潤(rùn)滑作用。另外在磨削液中加入硫、氯、磷等元素的極壓添加劑形成極壓油，其滲透能力和潤(rùn)滑能力會(huì)更佳適宜表面粗糙度要求低的工序加工使用。油溶性磨削液有較好的附著性，能隔絕空氣，防止磨削區(qū)氧化和水解等不良的化學(xué)反應(yīng)。

在實(shí)際加工中，油基磨削液適于加工成形表面和精度高的產(chǎn)品，如齒輪磨削、螺紋磨削和成形磨削，這些磨削對(duì)砂輪的成形面有較高的要求，使用油基磨削液能得到較好的形狀，又由于其較好的潤(rùn)滑效果能得到好的表面粗糙度，在添加了極壓添加劑后更能大幅度降低磨削燒傷、裂紋、殘余應(yīng)力，而且成形面這種精加工一般情況下磨削余量小，產(chǎn)生磨削熱少，正好規(guī)避了冷卻效果差的缺點(diǎn) ；還可以采用噴霧冷卻法，大大改善冷卻效果。如CBN砂輪易高溫下與水發(fā)生反應(yīng)，所以使用CBN高速磨削時(shí)應(yīng)采用油性磨削液。

配方實(shí)例：礦物油、活性劑和極壓劑，如10#、20#機(jī)油和煤油等低黏度油，加上MoS2油脂等，均勻的分散在水中，形成乳化液。

2.2水性磨削液：

水溶性磨削液主要成分是水，再配加其它添加劑而成。其具有很好的冷卻效果，且配制方便、成本低廉、不易污染。

2.2.1乳化油

乳化油因其主要成分是礦物油(含量在80％以上)，所以它的潤(rùn)滑性較好，但乳化液的表面張力大，液滴較大，一般在0．1—1um，不易浸入磨削區(qū)，因而它的潤(rùn)滑作用受到了一定限制。乳化液清洗性差，工件經(jīng)過磨削后產(chǎn)生的砂輪未、鐵屑末易附于金屬表面，影響下工序加工質(zhì)量。乳化液由于油含量高容易腐敗變質(zhì)，而且后處理較難，因而在國(guó)外已基本停止使用。但乳化液使用成本較低，能滿足低速磨床、車床的要求，國(guó)內(nèi)還在廣泛應(yīng)用。

配方一：普通乳化液：3～5%乳化油（70%＋5#機(jī)械油＋22%脂肪酸及其皂＋0．5%松香酸鈉皂＋4．5%乙醇＋3%石油磺酸鈉）加水稀釋。

配方二：極壓乳化液：用5～20%極壓乳化油（10%石油磺酸鈉＋6%石油磺酸鉛＋4%氯化石臘＋3%氯化硬脂酸＋3%油酸＋3%三乙酸胺＋20#機(jī)械油余量）加水稀釋。

2.2.2微乳磨削液

微乳型磨削液是借助于表面活性劑和助表面活性劑的作用，油相和水相在一定的條件下可以形成各向相同性、透明和熱力學(xué)穩(wěn)定的分散體系，它同時(shí)具備了油和水的特點(diǎn)。常用的表面活性劑有陰離子型和非離子型兩種，助表面活性劑一般用短碳鏈的醇。利用兩相相混的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)物質(zhì)溶解性的不同，將潤(rùn)滑劑，防銹劑和消泡劑等分別溶于油相和水相中，而賦予微乳液不同的性能。滿足不同的使用場(chǎng)合．?dāng)U大微乳液的應(yīng)用范圍。微乳型磨削液的液體形態(tài)與合成液近似，使用壽命比乳化液長(zhǎng)4—6倍；性能則類似于乳化液，具有良好的潤(rùn)滑防銹作用，它將是未來磨削液的主要品種，是一種發(fā)展前景較好的磨削液。

在使用性能上這類切削液不僅克服了乳化藏含油量高、易腐敗變質(zhì)、使用壽命短及廢液污染大的問題，而且也改善了合成型切削液因完全不合油，使用中易引起機(jī)床導(dǎo)軌及滑動(dòng)面移動(dòng)困難，潤(rùn)滑不良的問題。

配方一：基礎(chǔ)油21％（基礎(chǔ)油16%，油酸5%），水相為70％，表面活性劑A為4％，助表面活性劑為5％，選擇不同緩蝕劑對(duì)微乳液形成的影響，其中苯甲酸鈉，鉬酸鈉，鎢酸鈉，重鉻酸鉀，碳酸銨，烏洛托品均可以在一定含量范圍內(nèi)配置成穩(wěn)定微乳液。

配方二：羅新民研制的的微乳液磨削液配方可以滿足軸承加工的潤(rùn)滑性，防銹性，光潔度：水 60.3%，陰離子表面活性劑A 3.4%，C2醇 4.3%，低粘度潤(rùn)滑油 18.1%,油性劑 10%，防銹劑 5%，消泡劑 1%

工藝：即把C2醇和陰離子表面活性劑A溶于水相中，把油溶性油性劑A和油溶性防銹劑A溶于油相中，將兩相混合，加入消泡劑，充分?jǐn)嚢柚镣该?，即形成微乳型磨削液?/DIV>

2.2.3水性磨削液

水性磨削液主要作用是冷卻,并有一定的潤(rùn)滑作用，用在要求冷卻效果好的場(chǎng)合。

配方一：亞硝酸鈉、重鉻酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二銨、苯甲酸鈉、三乙醇胺。

配方二：亞硝酸鈉1％，苯甲酸鈉0.5％，甘油0.5％，三乙醇胺0.4％，水(其余)

配方三：用0.25～0.5%亞硝酸鈉0.25～0.3%無水碳酸鈉＋水余量。

2.2.4全合成型磨削液

全合成型磨削液是由清洗劑、滲透劑、極壓劑、潤(rùn)滑劑、防銹性添加劑等組成的水基磨削液。它具有極壓性好，清洗性和冷卻性優(yōu)良等特點(diǎn)?；瘜W(xué)合成液清洗性好，很易沖洗掉磨削物，不易產(chǎn)生墊傷和銹蝕。臺(tái)成磨削液因不含礦物油不易產(chǎn)生腐敗，使用周期較長(zhǎng)。但臺(tái)成磨削液因添加有大量的表面活性劑會(huì)產(chǎn)生一定的泡沫，母液或使用液需要加入一定的消泡劑。合成磨削液目前是我國(guó)高速磨床普及使用的加工液，環(huán)保型合成磨削液已經(jīng)成為當(dāng)下研發(fā)的重點(diǎn)。

配方一：有機(jī)硼酸酯，油酸醇胺合成物，聚乙二醇，防銹劑,鑄鐵防銹

配方二：三乙醇胺、聚醚、油酸鈉皂、亞硝酸鈉等

配方三：王芳芝通過對(duì)各種環(huán)境友好添加劑篩選，研制出環(huán)境友好水性全合成磨削液，具有較好的應(yīng)用前景。表面活性劑（德國(guó)聚醚+陰離子表活）10%，潤(rùn)滑劑（月桂酸高級(jí)正醇酯，異構(gòu)硬脂酸）8%，極壓添加劑（硼酸酯）5-6%，穩(wěn)定劑（醇類、三乙醇胺、EDT）0.5-1.0%，消泡劑（聚醚或者水溶性有機(jī)硅）0.5-1.0%，鋁緩蝕劑1%

配方四：方建華研制的環(huán)保型水性磨削液：吐溫80,2%，油酸皂2%，自制極壓抗磨劑20%，三乙醇胺12%，硼砂3%，消泡劑0.5%，自來水60.5%

三、參考配方：

組分	A投料量（g/L）
油酸	350~400
礦物油	200~250
三乙醇胺	100~150
二乙醇胺	100~150
苯甲基硅油	10~30
石油磺酸鈉	50~100
脂肪醇聚氧乙烯醚	50~100
NP-10	10~30
油酸三乙醇胺	50~100
水	余量