一种金属加工用高品质微乳化切削液制造技术

本发明专利技术涉及切削液技术领域，具体涉及一种金属加工用高品质微乳化切削液，包括纳米碳管强酸氧化处理、球磨纳米碳管、油基混合液制备、水基混合液制和微乳化切削液制备五个步骤；本发明专利技术与现有的切削液相比，通过在水基混合液中加入制备的MoS

A high quality Microemulsion Cutting Fluid for metal processing

【技术实现步骤摘要】
一种金属加工用高品质微乳化切削液
本专利技术涉及切削液
，具体涉及一种金属加工用高品质微乳化切削液。
技术介绍
切削是机械制造中最主要的加工方法，在切削加工的过程中需要在刀具和工件之间加入适量的切削液，用来起到冷却、润滑、防锈、清洗等各种功能。尤其是用在金属切削加工上的切削液，其冷却性能和润滑性能决定了刀具的使用寿命和工件表面的切削效果。专利号为CN104479826B的专利技术公开了一种超硬材料加工过程中的切削液，所述切削液包括有以下几种组成成分：二硫化钼、酒石酸、氯化石蜡、油酸、石油磺酸钠，以及变压器油和/或豆油。该专利技术虽然在切削液中加入了二硫化钼，使其具有较好的润滑性，但是研究发现二硫化钼在高温下容易被碳化失效，从而使得在高温下切削液的润滑性丧失，降低了刀具的使用寿命和工件表面的切削效果。另外，该切削液为油基切削液，其冷却性能较差，切削时刀具和工件上的热量不易散去，从而要求了切削的刀具具有较高的耐高温性，而且极大缩短了刀具的使用寿命。因此，针对现有切削液在用于切削金属时的易丧失其润滑性和自身冷却性能的不足，专利技术一种解决上述技术问题的高品质切削液是一项有待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是设计了及一种金属加工用高品质微乳化切削液，以解决现有切削液自身冷却性不足和高温易丧失润滑性的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种金属加工用高品质微乳化切削液，包括如下步骤：（1）纳米碳管强酸氧化处理：称取重量份数为12~15份的纳米碳管，然后放入其重量为6~10倍的强酸溶液中，加热至90℃，处理30~35min后停止加热，自热冷却至25℃取出并用去离子水洗涤至中性，干燥备用；（2）球磨纳米碳管：将经步骤（1）所得的纳米碳管放入球磨机中，以1200r/min的转速球磨2~3h，然后将球磨后的纳米碳管放入其重量4~6倍的乙二醇中，再加入20~24份的纳米MoS2、2~3份硫酸二甲酯和1~2份十二烷基磺酸钠，搅拌均匀后，超声处理20~25min后备用，其超声频率为240~360kHz；（3）油基混合液制备：取重量份数为25~28份生物可降解基础油，再向其中加入6~8份乳化剂搅拌均匀后，再加入3~4份三乙醇胺、2~4份聚乙烯蜡、2~3份复配表面活性剂、1~3防锈剂和1~2份消泡剂，搅拌均匀后备用；（4）水基混合液制备：取重量份数为110~135份的去离子水，再向其中加入26~34份经步骤（2）所得的纳米碳管、6~9份甘油和3~5份的丙二醇，搅拌均匀后备用；（5）微乳化切削液制备：将步骤（3）和步骤（4）所得的油基混合液和水基混合液混合，以720r/min的转速搅拌至液体呈均匀透明即得金属加工用高品质微乳化切削液。优选地，所述步骤（1）中的强酸溶液由质量浓度为98%的浓硫酸和质量浓度为50~62%的浓硝酸按体积比3：1混合而成。优选地，所述步骤（2）中的纳米MoS2粒径为40~60nm。优选地，所述步骤（3）中的生物可降解基础油由棕榈油、菜籽油和大豆油按体积比1：2~3：3~6混合而成。优选地，所述步骤（3）中的复配表面活性剂由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂按质量分数5~6：2组成。优选地，所述金属加工用高品质微乳化切削液的使用方法为：其与去离子水按1：10~30的体积稀释后使用。本专利技术的切削液经过大量的实验研究发现，使用强酸对纳米碳管表面进行功能化，再使用机械球磨将表面功能化的纳米碳管截断短化，使得将纳米碳管能够均匀分散在基体流体中不会出现团聚现象。然后将截断短化的纳米碳管放入乙二醇溶液中，并加入纳米MoS2粉末、适量的硫酸二甲酯和十二烷基磺酸钠超声处理，在截断短化后的纳米碳管附着一层纳米MoS2，即两者形成了“物理包覆”，形成了以纳米碳管为轴心，纳米MoS2粒子为外层的管状结构，而该纳米管状结构既具有韧性，又具有极低的摩擦系数。另外，由于纳米碳管的导热系数与自身的长径比相关，通过截断短化将长径比控制在合适范围内，当纳米碳管处于高温环境中时，截断短化后的纳米碳管之间的碰撞几率增大，即增加了热传导效率，因此MoS2/CNTs组成的纳米管状结构具有较高的导热性能和热稳定性，也增加了MoS2的高温稳定性，有效避免MoS2在高温下被碳化。最后将本专利技术制备的MoS2/CNTs纳米管状物放入水基混合液中分散均匀，再将水基混合液与乳化后的油基混合液搅拌均匀得到微乳化的切削液，使得其微乳化的切屑液既具有水基切屑液的高冷却性，又具有油基切削液的润滑性，而且通过加入的各类添加剂使得制备的切屑液在防锈、清洗等各方面也具有一定的提升。有益效果：本专利技术与现有的切削液相比，通过在水基混合液中加入制备的MoS2/CNTs纳米管状结构，可以利用其强的润滑性和较高的热传导性增强本专利技术微乳化切削液的润滑性能和冷却性能，即使在650~1200℃的高温下，MoS2也不会被碳化而失去润滑性，能够有效避免金属切削过程中刀具因受高温影响其使用寿命降低，或者因高温润滑性丧失导致工件切削面效果不佳；另外，本专利技术切屑液的油基为生物可降解基础油，各类添加剂也对环境无污染，响应了现在绿色环保的口号。具体实施方式实施例1：一种金属加工用高品质微乳化切削液，包括如下步骤：（1）纳米碳管强酸氧化处理：称取14kg的纳米碳管，然后放入其重量为110kg的强酸溶液中，加热至90℃，处理35min后停止加热，自热冷却至25℃取出并用去离子水洗涤至中性，干燥备用；（2）球磨纳米碳管：将经步骤（1）所得的纳米碳管放入球磨机中，以1200r/min的转速球磨2.5h，然后将球磨后的纳米碳管放入其重量70kg的乙二醇中，再加入22kg的纳米MoS2、2.6kg的硫酸二甲酯和1.4kg的十二烷基磺酸钠，搅拌均匀后，超声处理25min后备用，其超声频率为280kHz；（3）油基混合液制备：取26kg的生物可降解基础油，再向其中加入7kg的OP-10NP乳化剂搅拌均匀后，再加入3kg的三乙醇胺、3kg的聚乙烯蜡、3kg的复配表面活性剂、2kg的T701石油磺酸钡防锈剂和1kg聚醚消泡剂，搅拌均匀后备用；（4）水基混合液制备：取130L的去离子水，再向其中加入32kg的经步骤（2）所得的纳米碳管、8kg甘油和3kg的丙二醇，搅拌均匀后备用；（5）微乳化切削液制备：将步骤（3）和步骤（4）所得的油基混合液和水基混合液混合，以720r/min的转速搅拌至液体呈均匀透明即得金属加工用高品质微乳化切削液。本实施例中强酸溶液由质量浓度为98%的浓硫酸和质量浓度为56%的浓硝酸按体积比3：1混合而成；本实施例中的纳米MoS2粒径为40~60nm；本实施例中生物可降解基础油由棕榈油、菜籽油和大豆油按体积比1：2：4混合而成；本实施例中复配表面活性剂由吐温20和脂肪醇醚硫酸钠按质量分数5：2组成。实施例2：一种金属加工用高品质微乳化切削液，包括如下步骤：（1）纳米碳管强酸氧化处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属加工用高品质微乳化切削液，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）纳米碳管强酸氧化处理：称取重量份数为12~15份的纳米碳管，然后放入其重量为6~10倍的强酸溶液中，加热至90℃，处理30~35min后停止加热，自热冷却至25℃取出并用去离子水洗涤至中性，干燥备用；/n（2）球磨纳米碳管：将经步骤（1）所得的纳米碳管放入球磨机中，以1200r/min的转速球磨2~3h，然后将球磨后的纳米碳管放入其重量4~6倍的乙二醇中，再加入20~24份的纳米MoS

【技术特征摘要】
1.一种金属加工用高品质微乳化切削液，其特征在于，包括如下步骤：
（1）纳米碳管强酸氧化处理：称取重量份数为12~15份的纳米碳管，然后放入其重量为6~10倍的强酸溶液中，加热至90℃，处理30~35min后停止加热，自热冷却至25℃取出并用去离子水洗涤至中性，干燥备用；
（2）球磨纳米碳管：将经步骤（1）所得的纳米碳管放入球磨机中，以1200r/min的转速球磨2~3h，然后将球磨后的纳米碳管放入其重量4~6倍的乙二醇中，再加入20~24份的纳米MoS2、2~3份硫酸二甲酯和1~2份十二烷基磺酸钠，搅拌均匀后，超声处理20~25min后备用，其超声频率为240~360kHz；
（3）油基混合液制备：取重量份数为25~28份生物可降解基础油，再向其中加入6~8份乳化剂搅拌均匀后，再加入3~4份三乙醇胺、2~4份聚乙烯蜡、2~3份复配表面活性剂、1~3防锈剂和1~2份消泡剂，搅拌均匀后备用；
（4）水基混合液制备：取重量份数为110~135份的去离子水，再向其中加入26~34份经步骤（2）所得的纳米碳管、6~9份甘油和3~5份的丙二醇，搅拌均匀后备用；
（5）微乳化切削液制备：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪小坤，
申请(专利权)人：界首市锦田农业机械装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34