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摘要：以低粘度润滑剂和自来水为基本原料，添加防锈剂、极压剂、消泡剂等表面活性剂，研制了一种水基合成　切削液。研制出的水基合成切削液稀释后适用于黑色等多种金属的切削、研磨等。具有良的防锈、防腐、抗硬　好

水稳定性能，且无毒无味、对皮肤无刺激。经试验及生产使用后，证明这种多功能切削液效果良好。　关键词：水基合成切削液；防锈剂；极压剂　中图分类号：Ｔ４３Ｑ２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０ — ８Ｘ２０）１０７ — ３０７９４（０９０ — ０１０　
金属切削液是切削加工的重要配套材料。在金属切削加工中选用合适的金属切削液可以起到良好的润　滑、冷却、清洗和防锈等作用，从而提高刀具耐用度，保证加工质量和加工精度，提高生产效率，降低成　本。然而，随着金属切削液的广泛使用，人们发现切削液是金属切削加工的主要污染源，除使用时会对操　作人员的身体健康产生危害外，废液的排放也会对环境造成严重污染。切削液的安全性和对环境的影响已　

成为切削液发展必须考虑的两个重要问题　。因此，研究和开发对人类和环境友好的高性能切削液是必然　的趋势。　 · 　
水基合成切削液不含矿物油，为清澈透明液体，具有价廉、难燃、冷却、清洗性能好、操作环境干净、　安全等优点，其使用性能决定于各种添加剂的性能及复配方法。近年来，国内市场上生产、销售、使用的　

合成切削液，其中防锈剂有相当一部分仍采用致癌物质亚硝酸钠，有的还含有污染环境的Ｐｌ等元素。、Ｃ　
遵循环保、高效、节能原则，研制出不含亚硝酸盐、酸盐等公害物质的水基合成切削液是完全必要的。磷　
１实验部分　

１１主要仪器及试剂　．
仪器：Ｈ．ＨＳ型精密恒温水浴锅（江苏金坛市医疗器材厂）０一；１１Ａ型电热恒温干燥箱（上海锦凯科学　仪器有限公司）Ｊ２型增力电动搅拌器（；Ｊ一江苏金坛）Ｈ一ｃ型精密酸度计（；ｐＳ３上海精密科学仪器有限公　

司）。　 · 　
试剂：大豆油（市售）；三乙醇胺（分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司）；油酸三乙醇胺（自制）；　

硼砂（分析纯，天津石英钟厂霸州市分厂）；苯并三氮唑（析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）分；水　
杨酸（分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司）Ｐｌ分析纯，天津石英钟厂霸州市分厂）；ｏ — Ｏ（；司班一Ｏ８　

（分析纯，哈尔滨化工化学试剂厂）。　

１２实验方法　．．，　
对市售切削液进行初步剖析，并结合剖析结果对切削液各组分及含量进行优化设计。配制水基合成切　
削液，长期放置，待测其各性能，并观察变化。　

１３评定方法　．
按照Ｇ　１４８Ｂ４ —５标准对合成切削液的理化性能进行检验及对腐蚀性、防锈性进行分析试验。６　
２结果与讨论　

初步鉴定市售切削液为黄色透明油状液体，有强烈刺激性气味，ｐＨ值为８９；经过原子吸收光谱法　￣．５
收稿日期：２ｏ－８３　０８０— ０
作者简介：王丽华（９３，女，黑龙江齐齐哈尔人，在渎硕士研究生，主要从事切削液添加剂的研究，ｌｇｕ７８５＠１３ＯＩ１８一）ｅｙ７８２０６．Ｉ　ｎＣＩ。
齐齐哈尔大学学报　
２００９年　
鉴定市售切削液中含有大量的钠、钾和少量的钙元素。红外谱图初步定性结果如图ｌ所示。由图１可以初　步确定原样中可能含有醇类、胺类和醚类及烃类物质。本实验选取了生物降解率较高的植物油删为基础油。　
图１市售切削液原样红外谱图　
２１水基合成切削液各添加剂的选择　．　２１防锈剂的选择　．．１
’ 　
根据防锈剂的吸附原理，分子中的极性基团能吸附于金属表面，而疏水性的烃基在金属表面形成保护　膜，防止水分侵蚀金属表面，从而起到防锈效果。因此防锈剂大多采用一些极性物质，其分子结构特点是：　

一
端是极性很强的基团，具有亲水性；另一端是非极性的烷基，具有疏水性Ｈ　。当含有防锈剂的液与金　溶
属接触时，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，起到防锈作用。防锈剂还对水及—些腐蚀性物　质有增溶效果，可起到分散的作用，从而减轻腐蚀物质对金属的侵蚀。此外，碱性防锈剂对酸性物质还有　中和作用，可使金属免受酸的侵蚀。　三乙醇胺与苯并三氮唑等化合物对铁、铝等金属具有良好的防锈、防腐蚀作用。在实际加工应用时，　

切削液通常采用有一定硬度且含氯的自来水进行稀释，因此经常出现在实验室用去离子水稀释设计出的切　
削液配方在实际应用中防锈性能下降的情况。本实验的稀释用水全部采用齐齐哈尔市的自来水。　２１极压润滑剂的选择　．．２
在极压润滑状态下，切削液中必须添加极压添加剂，以维持润滑膜强度。常用的极压添加剂为含硫、　磷、氯、碘、硼等的有机化合物，它们可在高温下与金属表面发生化学反应而生成化学吸附膜，比物理吸　附膜的熔点高得多，可防止极压润滑状态下金属摩擦界面的直接接触，起到减小摩擦、保持润滑的作用。　
油酸三乙醇胺是一种表面活性剂，具有良的渗透性和浸润性，有助于进人高温高压下的加工面，好形　成极压润滑膜，同时还具有防锈及润滑作用，生产过程中元三废产生，是具有发展前景的一类极压润滑剂。　

２１其它添加剂的选择　．３．

Ｋ　０４、Ｓ２。

、
防腐杀菌剂：水基合成切削液在使用过程中，混人的各种润滑油成分、灰尘、稀释水中的Ｃ　ｇ、ａ、Ｍ２　 ’ Ｃ一Ｏ３Ｉ、Ｐ４等离子将成为微生物的营养素，－会导致细菌和微生物的滋长，使加工液变质，使用寿　
命缩短，故有必要添加适当的防腐杀菌剂。选用高效低毒、水溶性良好的苯并三氮唑，不仅能抑制微生物　的增殖对切削液稳定性造成的破坏，同时它与三乙醇胺复配能显著提高切削液对铝、铁的防锈性。　消泡剂：金属加工过程中产生的泡沫有很大的破坏性，不仅妨碍液面观察，使切削液流动复杂化，还　
会降低润滑冷却效果。产生泡沫的主要原因在于表面活性剂，所以，在基本满足润滑性、渗透Ｉ、消泡性　生
的前提下，尽量减少表面活性剂的用量。配方中应选择低泡沫或能抑制泡沫的组分，如聚醚、油酸三乙醇　胺、水溶性有机硅化合物，二甲基硅油具有一定的消泡性。　

ｐＨ调整剂：切削液的ｐ值直接影响着切削液的使用效果，是合成切削液的一个重要指标。ｐＨＨ值太　低易繁殖细菌，导致切削液腐败和工件、机床锈蚀；ｐ值太高会降低润滑陛能，Ｈ伤害操作者的皮肤。Ｇ　Ｂ６４— ５１４８标准规定合成切削液的ｐ８ｌ。Ｈ＝～Ｏ实践证明，硼砂是水基切削液理想的ｐＨ缓冲剂，三乙醇胺则　是理想的ｐＨ调整剂。它们起到稳定作用，不会使其它添加剂因ｐＨ值变化而发生凝胶或析出。此外，二者　
第１期　
水基合成切削液的研制　
· ３· ７　
还对铁、铝等金属有很好的缓蚀防锈作用，复合使用效果良好。　

２２水基合成切削液的组成及主要指标测试　．
切削液浓缩液的基本成分如表１所示。对水基合成切削液各Ｉ能进行检测，检测结果如表２生所示。　

表１水基合成切削液的组成及含量　
浓缩液　浓缩液　稀释液　稀释液　稀释液　稀释液　
外观　
浅黄色均匀透明液体　无分层，无相变，高低温均稳定　

８５．　
储存安定性　

外观　ｐＨ值　
防腐蚀实验　防锈性实验　

抗磨性实验　消泡性实验　
２　无锈　４ｈ
４无锈　８ｈ

＜２ｍＬ　
稀释液　稀释液　稀释液　

稀释液　
食盐允许量　

乳化安定性　抗菌性实验　
无相分离　
均匀透明，不析油，不析皂　

通过　
稀释液　
３结论　

通过对水基合成切削液各添加剂的优化选择，自制水基合成切削液，各项技术指标和使用性能均达到　Ｇ　１４８Ｂ６４ — ５国家标准要求，具有良好的冷却性、清洗性、防锈防腐蚀性、润滑性，质量稳定可靠，使用　周期长，完全不含矿物油和动物油，不含对人体有害的亚硝酸盐和污染环境的磷酸盐等物质，环境指标良　

好，属于环保型绿色切削液。　
参考文献　

www.zhongruikj.com

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