新型环保型水基切削液的试制及作用机理研究.pdfVIP

摘 要 金属切削液是金属切削加工中不可缺少的辅助材料，是保证产品加工质量和提高切 削加工效率的关键因素，但另一方面，切削液对人类环境造成了极大的危害。目前国内 使用的水基切削液以乳化液为主。此类产品不仅使用寿命短，且对人体健康带来危害， 对周围环境造成严重污染，因此迫切需要研制新型环保型的水基切削液取而代之。本文 以合成切削液为基本出发点，以数控磨床为研究对象，对环保型水基切削液进行了一系 列深入而详细的研究。 实验结果表明：(1)硼酸酯和羧酸盐两者的复合比为 2:1 时，润滑和防锈效果最佳。 随着浓度的增加，复配产物的润滑性能和防锈性能均提高。通过反复试验，浓度为 15%-21%时，复配产物的润滑和防锈效果最好。(2)通过生物降解性试验，得出复配产物 在 8 天内的降解率达 13.82%，具有良好的生物降解性能。(3)通过分析 3 种表面活性剂 的清洗性、消泡性、表面活性和成本，得出聚醚 A 具有最佳的性能价格比，其浓度为 2%-4% 时各性能最好。(4)通过正交优化试验、响应面分析和等值线分析等，得出硼酸酯、 羧酸盐和聚醚 A 的最优工艺参数分别为 12%、 6% 、3% 。 采用 GB/T6144-85 试验方法评定切削液的理化性能，表明切削液具有良好的消泡 性、表面活性、防锈防腐性及极压润滑性。通过磨损表面形貌分析和主要化学成分的分 析，推断了切削液的摩擦磨损机理。通过电化学试验方法评价切削液的缓蚀性能，得出 该切削液属于混合缓蚀剂，具有良好的缓蚀性能，并讨论了其缓蚀作用机理。通过生物 降解性试验，得出切削液在 8 天内的降解率达 10.92%，具有良好的生物降解性能。通 过中试试验，与工厂使用的切削液相比，所配制的切削液能提高砂轮使用寿命和工件的 表面粗糙度 Ra 值，具有良好的应用前景。 关键词：环保水基切削液；配方研制；理化性能研究；中试试验 Abstract Metal cutting fluid is the indispensable auxiliary material in metal cutting process .It is also the key factor in guaranteeing the machining quality of products and improving .But it is easy to cause pollutions to human beings and the environment. Recently, the cutting fluid in the market is mainly composed of emulsified cutting fluid, which has short service life and causes large pollutions to the surrounding environment. Therefore, it is an urgent need to develop a new environment-friendly water-based cutting fluid. The investigation into new environment-friendly water-based cutting fluid is carried out based on synthetic cutting fluid for NC grinding machines. The results show that: (1) When the ratio of borate ester to admix carboxylate is 2:1, the composition which is composed of borate ester and admix carboxylate has best lubrication performance and anti rust property. As its concentration is increasing, its lubrication performance