水基防锈剂MET-486 在全合成切削液中的应用研究

宋扬扬

（陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054）

金属的锈蚀是生产中经常遇到的问题，全世界每年因生锈而报废的钢铁达几千万吨，我国2000年因腐蚀造成的经济损失达5000 亿人民币[1]。目前金属的加工及储存逐渐开始使用合成切削液。该切削液具有冷却、清洗效果好等优点，但也存在着润滑性不足及防锈性差等缺点。若切削液防锈性能不好，会造成工件及车床的锈蚀，严重影响生产过程及工件质量。所以，合成切削液的防锈性能非常重要。

合成切削液中添加的水溶性防锈剂，包括有机防锈剂和无机防锈剂。常用的无机防锈剂有亚硝酸钠、钼酸盐、钨酸盐等，过去工业上使用的防锈剂大多是亚硝酸钠。亚硝酸盐型防锈液具有价廉易得、效果良好及使用方便等明显优点，故被广泛使用，但近年来证明亚硝酸盐能够转换成致癌物质因而其使用和排放受到严格限制[2～4]。由于无机防锈剂有毒性、污染环境以及价格等原因，现水溶性防锈剂主要向有机防锈剂方面发展。常用的有机防锈剂有脂肪酸皂、磺酸盐、羧酸、胺类、酰胺、酯类及磷酸酯等，它们通过物理和化学作用吸附在金属表面上，从而改变金属表面的状态，起到防锈作用。有机羧酸酯类化合物具有防锈作用，广泛应用于水基金属加工液中[5～7]。

MET-486 是我们研制开发用于黑色金属的有机型水基防锈剂。本文我们以MET-486 作为合成切削液防锈添加剂，通过对铸铁试片和碳钢试片的腐蚀性试验及灰口铸铁片的防锈性试验，考察其最佳添加量。

1 试验部分

1.1 原料

MET-486 型水基防锈剂(自制)，全合成切削液浓缩液(自制)，市售商品型合成切削液。一级灰口铸铁标准腐蚀试片，Q235 碳钢标准腐蚀试片。

1.2 全合成切削液的制备

1.2.1 全合成切削液工作液制备

取适量MET-486，将其加入一定量的全合成切削液浓缩液中，配置混合液共50g，搅拌均匀，用自来水稀释至1000g，即配置成使用浓度为5%的工作液。

1.2.2 相容性试验

按照上述比例重新配置混合浓缩液400g，在不断搅拌下将其加热到80℃，停止加热，室内加盖存放，自然冷却至室温，然后搅拌均匀，取200g 置于250mL 白色具塞广口瓶中，室内常温存放，观察样品外观变化，无明显变化为合格。

1.3 全合成金属切削液工作液的防锈性测试方法

按照GB 6144-2010 中规定的方法，进行工作液腐蚀性能及防锈性能的测试。

腐蚀性试验：将两面磨光的试片全浸在已配制好的工作液中并加盖玻璃罩，然后置于已恒温至(55±2)℃的恒温箱中，连续试验24h 后取出试片，观察其表面，若无锈蚀、光泽如新即为合格。

单片防锈试验：将试片磨光，再用脱脂棉蘸丙酮擦洗并吹干，吸取工作液，按梅花格式滴5 滴于试片磨光面上，每滴工作液的直径约为4～5mm，将滴有工作液的试片放置于干燥器隔板上（底部有水），加盖玻璃罩并合上干燥器盖，置于已恒温至(35±2)℃的恒温箱中，连续试验48h 后取出试片，观察其表面，若5 点都没有锈迹为A 级，4 点无锈为B 级，3点无锈为C 级，4～5 点有锈为D 级。

叠片防锈试验：将2 片同样大小的试片磨光、擦洗，用电吹风吹干，其中一片平放在干燥器的隔板上，试片磨光面向上，用吸管吸工作液涂布在试片上，再用另一块试片的磨光面重叠其上，注意使试片上下对齐，以防两试片滑开，造成试验误差，置于已恒温至(35±2)℃的恒温箱中，连续试验8h 后打开两试片，用脱脂棉蘸丙酮擦洗，立即观察距离试片边缘1mm 以内两叠面，若无锈蚀或无明显锈蚀即为合格。

2 结果及讨论

2.1 MET-486 水基防锈剂

MET-486 是一种有机合成型水基防锈剂，不含无机盐，不含油，主要用于黑色金属特别是铸铁件工序间的防锈，常用量为3%～10%，室内防锈可达3个月。其典型数据如表1 所示。

表1 MET-486 水基防锈剂的典型数据Table1 Typical data for water-based rust inhibitor MET-486

2.2 工作液中MET-486 添加量对防锈性的影响

工作液中MET-486 添加量对防锈性的影响结果见表2。由表2 可知，在同一种浓缩液中加入不同量的MET-486，稀释30 倍，确保防锈剂用量分别为0.05%、0.1%、0.3%、0.5%和1.0%。当添加量为0.1%时，就相当于3%的亚硝酸钠，添加量小，防锈效果好，完全可以代替亚钠作为水基切削液的主要防锈剂。

表2 MET-486 用量对防锈性的影响Table2 Effect of MET-486 on rust resistance

2.3 应用

我们将MET-486 水基防锈剂提供给汉中一家切削液生产企业用于解决乳化液及合成切削液的防锈问题。由于各种原因，该公司客户在黑色金属切、磨削加工中使用其切削液极易生锈，尝试加入其他防锈剂，效果均不理想，后在母液中加入MET-486水基防锈剂，相容性较好，配置为5%的工作液，室内存放10d 未锈，效果明显。

3 结论

通过对灰口铸铁片和Q235 钢片进行防锈及腐蚀性试验，我们研发的MET-486 水基防锈剂可作为优良的水基防锈剂添加在全合成金属切削液中，相容性好，低浓度就可达到亚硝酸钠的水平，明显提高切削液对黑色金属的防锈能力。

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