全合成磨削液的配方設計

王欣

摘要：根據磨削液的潤滑、防銹、清洗、冷卻等四個方面性能要求，并結合材料的物化特性對各配方原料進行合理選擇，研制出一款高效環保的全合成磨削液。

關鍵詞：全合成；磨削液；配方

隨著對產品表面質量、加工效率以及環保等要求越來越高，高效環保型磨削液成為未來的趨勢[1-2]。全合成磨削液具有清潔環保、資源廣闊、易于制備等優點，是今后金屬加工液的重點發展方向。因此，本文采用科學調配方式，研制出一款性能優異的全合成磨削液。該磨削液綜合性能優良、清潔環保、使用壽命長，能滿足現有市場的需求。

1. 實驗部分

1.1 材料與儀器

試劑及材料：硼酸、有機酸A、有機酸B、醇胺、特殊胺、硼酸鹽、極壓劑、殺菌劑、消泡劑、去離子水、一級灰口鑄鐵片、紫銅片、鋁合金片等標準試片。

儀器：四球摩擦實驗機（MS-10A，廈門天機自動化有限公司）；攪拌器（JJ-1，常州華奧儀器）；恒溫鼓風干燥箱（GZX-9030MBE，上海博訊實業）；精密電子天平。

1.2 材料選擇的依據

1.2.1 潤滑劑的選擇

潤滑性是評價磨削液性能優劣的關鍵參數之一，直接影響加工刀具的使用壽命以及工件加工面的質量。兼顧性能與環保，本文采用硼酸醇胺體系作為潤滑劑，該體系潤滑性良好[3]，并選用其與環保型極壓劑復配，優化磨削液的極壓潤滑性能。本研究以潤滑性參數PB值和PD值為評價指標，通過調整硼酸醇胺體系與極壓劑的添加比例來確定最佳的原料配比，以調配出潤滑性最優的全合成磨削液。

1.2.2防銹劑選擇

全合成磨削液中不含礦物油，且含水量高，這增加了加工工件和刀具等發生銹蝕的可能性，所以在未有其它防銹工序情況下，磨削液本身應該具備較高的防銹性。大多數極性物質可在金屬表面形成保護膜，防止水分以及其他腐蝕介質與金屬表面接觸，以起到防銹效果[4]。通常采用的防銹劑有無機鹽和有機物兩類。根據防銹效果以及健康環保角度，本研究采用有機羧酸胺與無機鹽（硼酸鹽）復配，調制防銹性能優良的防銹劑。

1.2.3其它添加劑

殺菌劑：在合成磨削液在使用期間，進入磨削液的雜油、灰塵及各類有機物等都可能導致微生物的滋生，從而導致工作液變質，使用壽命大大降低，因而有必要添加一定量的殺菌劑。一般的工業殺菌劑有一定毒性，易對操作人員的健康造成傷害。本研究采用高效低毒的水溶性殺菌劑。

消泡劑：磨削液使用過程中形成的大量泡沫會影響金屬加工的連續性，故磨削液的各類添加劑應盡量選擇低泡。本配方采用改性有機硅類消泡劑，添加量為0.05～0.1%。

2.磨削液配方的確定

磨削液中的各原料的功能并不單一，通常有一劑多用的特點，綜合各添加劑的組合特征，通過不斷優化配比可得到全合成磨削液的配方組成，如表3所示。

2.1配制工藝

極壓潤滑液：將一定劑量比的硼酸和復合醇胺投入四口燒瓶中，于110～130℃條件下攪拌反應2h，攪拌速度控制為200～300rpm，反應結束后產物為透明粘稠狀液體，待冷卻后加入一定量水溶解，并繼續加入極壓劑，即得極壓潤滑液。

防銹液：將一定配比的有機酸A、有機酸B、復合醇胺以及特殊胺依次加入一定量的去離子水中攪拌溶解，待澄清透明后，繼續加入硼酸鹽并攪拌溶解至透明溶液，即得防銹液。

全合成磨削液：將極壓潤滑劑、防銹液、殺菌劑、消泡劑以及余量的去離子水混合攪拌均勻即可。

2.2性能測試

3.結語

通過大量配比試驗，優化得到全合成磨削液各原料組成，并確定合理的配制工藝，該配方中不含亞硝酸鈉、氯、酚類和其他對人體和環境有毒有害的物質，是一種綠色環保的產品。同時通過四球摩擦試驗以及防銹腐蝕試驗測試，該全合成磨削液的極壓潤滑性優異，防銹性能良好，完全滿足實際加工要求，具有廣闊的市場應用前景。

（作者單位：南京瑭澤化工有限公司）