全合成磨削液的配方设计

王欣

摘要：根据磨削液的润滑、防锈、清洗、冷却等四个方面性能要求，并结合材料的物化特性对各配方原料进行合理选择，研制出一款高效环保的全合成磨削液。

关键词：全合成；磨削液；配方

随着对产品表面质量、加工效率以及环保等要求越来越高，高效环保型磨削液成为未来的趋势[1-2]。全合成磨削液具有清洁环保、资源广阔、易于制备等优点，是今后金属加工液的重点发展方向。因此，本文采用科学调配方式，研制出一款性能优异的全合成磨削液。该磨削液综合性能优良、清洁环保、使用寿命长，能满足现有市场的需求。

1. 实验部分

1.1 材料与仪器

试剂及材料：硼酸、有机酸A、有机酸B、醇胺、特殊胺、硼酸盐、极压剂、杀菌剂、消泡剂、去离子水、一级灰口铸铁片、紫铜片、铝合金片等标准试片。

仪器：四球摩擦实验机（MS-10A，厦门天机自动化有限公司）；搅拌器（JJ-1，常州华奥仪器）；恒温鼓风干燥箱（GZX-9030MBE，上海博讯实业）；精密电子天平。

1.2 材料选择的依据

1.2.1 润滑剂的选择

润滑性是评价磨削液性能优劣的關键参数之一，直接影响加工刀具的使用寿命以及工件加工面的质量。兼顾性能与环保，本文采用硼酸醇胺体系作为润滑剂，该体系润滑性良好[3]，并选用其与环保型极压剂复配，优化磨削液的极压润滑性能。本研究以润滑性参数PB值和PD值为评价指标，通过调整硼酸醇胺体系与极压剂的添加比例来确定最佳的原料配比，以调配出润滑性最优的全合成磨削液。

1.2.2防锈剂选择

全合成磨削液中不含矿物油，且含水量高，这增加了加工工件和刀具等发生锈蚀的可能性，所以在未有其它防锈工序情况下，磨削液本身应该具备较高的防锈性。大多数极性物质可在金属表面形成保护膜，防止水分以及其他腐蚀介质与金属表面接触，以起到防锈效果[4]。通常采用的防锈剂有无机盐和有机物两类。根据防锈效果以及健康环保角度，本研究采用有机羧酸胺与无机盐（硼酸盐）复配，调制防锈性能优良的防锈剂。

1.2.3其它添加剂

杀菌剂：在合成磨削液在使用期间，进入磨削液的杂油、灰尘及各类有机物等都可能导致微生物的滋生，从而导致工作液变质，使用寿命大大降低，因而有必要添加一定量的杀菌剂。一般的工业杀菌剂有一定毒性，易对操作人员的健康造成伤害。本研究采用高效低毒的水溶性杀菌剂。

消泡剂：磨削液使用过程中形成的大量泡沫会影响金属加工的连续性，故磨削液的各类添加剂应尽量选择低泡。本配方采用改性有机硅类消泡剂，添加量为0.05～0.1%。

2.磨削液配方的确定

磨削液中的各原料的功能并不单一，通常有一剂多用的特点，综合各添加剂的组合特征，通过不断优化配比可得到全合成磨削液的配方组成，如表3所示。

2.1配制工艺

极压润滑液：将一定剂量比的硼酸和复合醇胺投入四口烧瓶中，于110～130℃条件下搅拌反应2h，搅拌速度控制为200～300rpm，反应结束后产物为透明粘稠状液体，待冷却后加入一定量水溶解，并继续加入极压剂，即得极压润滑液。

防锈液：将一定配比的有机酸A、有机酸B、复合醇胺以及特殊胺依次加入一定量的去离子水中搅拌溶解，待澄清透明后，继续加入硼酸盐并搅拌溶解至透明溶液，即得防锈液。

全合成磨削液：将极压润滑剂、防锈液、杀菌剂、消泡剂以及余量的去离子水混合搅拌均匀即可。

2.2性能测试

3.结语

通过大量配比试验，优化得到全合成磨削液各原料组成，并确定合理的配制工艺，该配方中不含亚硝酸钠、氯、酚类和其他对人体和环境有毒有害的物质，是一种绿色环保的产品。同时通过四球摩擦试验以及防锈腐蚀试验测试，该全合成磨削液的极压润滑性优异，防锈性能良好，完全满足实际加工要求，具有广阔的市场应用前景。

（作者单位：南京瑭泽化工有限公司）