无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液、稀释液及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液、稀释液及其制备方法和用途。本发明专利技术的微乳化加工液包括下述以重量百分比计的组分：矿物油25-32%；非离子表面活性剂2-5%；石油磺酸钠2-4%；助乳化剂3-6%；胺11-15%；二元羧酸1-2%；酸酐4-7%；油性添加剂5-8%；防腐杀菌剂0.5-1%；乳化硅油消泡剂0.1-0.3%和水；所述原料的重量百分比之和为100%。该微乳化加工液避免使用对人体有危害的含硼添加剂和不环保的含磷添加剂，且不含氯，对人体无害；pH值稳定性好，使用寿命长；独特的配方使其具有出色的耐硬水性能及润滑性能；与乳化加工液相比，冷却性更好，可提高加工件的加工精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属加工液领域，尤其涉及一种无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液， 其稀释液，及其制备方法。
技术介绍
活塞对于发动机功率、耐久性、经济性、排放都有着重要影响.并且由于活塞所处 的高温、高压、高速运动的特殊工作环境.使得它必须具备很高的性能要求。在活塞诞生的 初期，使用的是铸铁活塞，随着技术的进步，具有低密度、优良热传导性的铝合金活塞，现在 得到了广泛的应用。 铝合金与大部分钢材和铸铁材料相比，具有一个明显的优点，即较低的屈服强度。 因此，铝合金加工过程中需要的切削力较低，可以适当提高切削速度和进料比。但在实际生 产过程中，铝合金的柔韧性可能会给机加工带来一些问题。首先容易出现粘结现象，铝切屑 易粘结到刀具表面，严重影响加工件的表面粗糙度或形成积屑瘤。其次，由于铝合金具有高 延展性，它可能会形成长长的条状裂纹，会使切削过程变得困难，同时切下的碎屑不易被带 走。再次，由于铝合金化学活性较强，切削加工过程中易出现工件氧化失色、产生黑斑等问 题。 目前在国内机械加工行业中，用于铝合金活塞加工的水溶性加工液主要是以乳化 液为主，如CN101597537A公开了一种铝合金活塞加工液配方及其制备方法，所述的加工 液由以下重量百分比的原料组成：白矿油45-55%，二元羧酸胺防锈剂1-2%，铝合金缓蚀剂 0. 05-0. 1%，石油磺酸钠5-8%，蓖麻油磺酸胺8-12%，三乙醇胺4-6%，二聚酸盐2-5,硼酸酯 10-12%，多元醇合成酯5-8%，司盘803-5%，壬基酚聚氧乙烯醚2-3%，长链脂肪醇3-5%。金属 加工液行业众所周知，乳化液存在如下几个问题： 1、清洁性差。乳化液的清洗作用主要靠油酸皂类和阴离子表面活性剂，加工过程 中由于油酸皂类的钙敏化，促使表面活性剂减少，以至清洗性能完全消失，同时，乳油、渣灰 等锟溶在一起，形成油泥，牢固的吸附在导轨、活塞、工装的表面，影响加工质量； 2、使用周期短，容易变质发臭。由于乳化液是一种极不稳定的水包油型，使用过程 中油平衡常常被破坏，特别是高温季节微生物的作用，使乳化液破坏，发出特殊的恶臭，使 操作者易患皮肤病。 3、冷却性差。在加工过程中，工件和刀具的热量不能快速、有效、及时地被加工液 带走，工件和刀具的温度过高，易引起工件热变形，影响工件的尺寸及加工精度，刀具也会 因温度过高，磨损太快，缩短使用寿命。 另外，CN101597537A及目前市场上常用的铝合金活塞加工液中一般都使用硼酸盐 做防锈剂或用硼酸酯做极压润滑剂，REACH法规第三次公布高度关注物质（SVHC)包括硼酸 及其化合物，认定硼酸及其化合物属于第2类生殖系统毒性物质，检出限为0. 01%，目前欧 美等国家已逐步限制硼系添加剂在金属加工液中的应用。 最后，目前市场上常用的铝合金活塞加工液中一般都使用磷酸盐及有机磷做铝缓 蚀剂，但众所周知，磷易引起水体富营养化，浮游生物和淡水藻大量繁殖，水的含氧量下降， 水质恶化浑浊，鱼虾难以生存，大量生长的受污染的淡水藻又产生大量的藻类毒素，这些藻 类毒素又是致癌物质。现在各个国家都已限制了磷的排放。同时，金属加工液中磷系添加 剂也是细菌的营养源，极大地影响了切削液的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服了现有的用于铝合金活塞的加工液主要为 乳化液，清洁性差、使用周期短、冷却性差，并且含有硼和磷等对人体和环境不利的物质的 缺陷，提供一种。本专利技术的微乳化 型加工液可用于铝合金活塞的销孔粗加工、外径粗加工、油孔加工、环槽加工、外径精加工 和销孔精加工等工序。该加工液不含氯，对人体无害；不含磷，环保且不易生菌发臭，PH值 稳定性好，使用寿命长；具有出色的耐硬水性能及润滑性能；与乳化加工液相比，冷却性更 好，可提高加工件的加工精度。 本专利技术提供了一种无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液，其原料包括下述以重量百 分比计的组分：矿物油25-32% ;非离子表面活性剂2-5% ;石油磺酸钠2-4% ;助乳化剂3-6% ; 胺11-15% ;二元羧酸1-2% ;酸酐4-7% ;油性添加剂5-8% ;防腐杀菌剂0. 5-1% ;乳化硅油消 泡剂0. 1-0. 3%和水；所述原料的重量百分比之和为100%。 本专利技术中，所述的矿物油在加工液中起到润滑作用，并溶解其它油性添加剂。本发 明中的矿物油优选为石蜡基矿物油或环烷基矿物油，更佳地为40°c时的运动粘度为10~ 20mm 2/s的石蜡基矿物油或环烷基矿物油，比高粘度的矿物油更易被乳化，所需乳化剂量更 少。 本专利技术中，所述的非离子表面活性剂较佳地为HLB值为6-9的烷基酚聚氧乙烯醚 和HLB值为6-9的脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种，此类表面活性剂乳化能力更高，耐硬 水性能较好，抗酸、碱及电解质，钙皂分散能力更强，泡沫倾向性更低。其中，所述的烷基酚 聚氧乙烯醚优选烷基酚聚氧乙烯醚0P-4,所述的脂肪醇聚氧乙烯醚优选脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-3。 本专利技术中，所述的助乳化剂为碳原子数12~18的格尔伯特醇和醇醚中的一种或 两种，具有促进油性组分在水中的乳化的能力，同时所述的格尔伯特醇还具有促进润滑的 作用。其中，所述的格尔伯特醇优选碳原子数为12的格尔伯特醇，所述的醇醚优选二乙二 醇丁醚。 本专利技术中，所述的胺较佳地为烷醇胺，更佳地为三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙 醇和一异丙醇胺中的一种或多种。 本专利技术中，所述的二元羧酸较佳地为十一碳二元羧酸和/或十二碳二元羧酸。 本专利技术中，所述的酸酐较佳地为马来海松酸酐和/或邻苯二甲酸酐。 本专利技术中，所述的二元羧酸和酸酐中的一种或多种与所述的胺中的一种或多种混 合后反应生成胺类防锈剂，该胺类防锈剂含有多个羟基和酰胺基，为亲水的极性基团，对金 属有较大的亲合能力，其非极性基团在金属表面定向排布形成一层疏水性保护层，从而起 到防锈的作用。同时所述反应生成的胺类防锈剂具有一定耐硬水性能。 本专利技术中，所述的油性添加剂较佳地为植物油酸和多元醇合成酯中的一种或两 种，含有极性分子，能与金属表面形成牢固的吸附膜，在较宽范围的切削速度下能起到较好 的润滑作用。其中，所述的多元醇合成酯优选三羟甲基丙烷三油酸酯。同时，所述的三羟甲 基丙烷三油酸酯对铝合金有一定的缓蚀作用，所述的植物油酸与所述的胺混合反应生成的 物质，对铝合金也有良好的缓蚀作用。 本专利技术中，所述的防腐杀菌剂可采用本领域各种常规的防腐杀菌剂，较佳地为三 羟基六氢均三嗪和/或苯并异噻唑啉酮。所述的防腐杀菌剂的用量较佳地为〇. 8-1%，所述 百分比为重量百分比。 本专利技术中，所述的乳化硅油消泡剂可采用本领域各种常规的乳化硅油消泡剂，较 佳地为德国盟庆信公司的消泡剂MS575。 本专利技术中，所述的水较佳地为工业用自来水。 本专利技术还提供了所述的无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液的稀释液，其稀释倍数 为10-40倍。所述的稀释倍数指稀释前溶液浓度除以稀释后的溶液浓度所得的商。 本专利技术还提供了一种所述的无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液的制备方法，其包 含下述步骤： (1)将温度为40°C -50°C的水与所述的胺混合均匀； (2)依次与所述的二元羧酸和所述的酸酐混合，40°C -50°C下保温搅拌至固体完全 溶解成液体，且液体均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无硼无磷铝合金活塞微乳化加工液，其原料包括下述以重量百分比计的组分：矿物油25‑32%；非离子表面活性剂2‑5%；石油磺酸钠2‑4%；助乳化剂3‑6%；胺11‑15%；二元羧酸1‑2%；酸酐4‑7%；油性添加剂5‑8%；防腐杀菌剂0.5‑1%；乳化硅油消泡剂0.1‑0.3%和水；所述原料的重量百分比之和为100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡知近，
申请(专利权)人：上海德润宝特种润滑剂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31