專利名稱:一種高速強力成形磨(切)削無燒傷冷卻潤滑液及制備方法
本發(fā)明涉及一種用于磨、切削尤其是用于高速強力和高速成形磨削的冷卻潤滑液。
高速強力磨削(深切、快進)、高速成形磨削是近代發(fā)展起來的磨削加工新工藝之一。具有加工效率高(直接磨至規(guī)定形狀、尺寸和精度),工件表面質量高等優(yōu)點。但是,砂輪線速度大幅度地提高(通常、砂輪線速度達60~90米/秒),必然引起磨削過程所產生的磨削熱比普通磨削產生的磨削熱增大很多,因此極易導致工件表面產生黃色至深褐色的燒傷層,從而影響工件表面質量和外觀,嚴重的,則導致工件報廢。
面對這一“大磨削熱”問題,已有的由基礎油加添加劑構成的各種普通油溶性冷卻潤滑液已不能勝任。國內外通常傾向于發(fā)展和使用水溶性冷卻潤滑液。實踐證明水溶性冷卻潤滑液雖有一定的提高散熱性能,改善工件燒傷的效果,但是,與使用油溶性冷卻潤滑液相比,使用水溶性冷卻潤滑液則又通常表現(xiàn)出磨削比(G)較小,即同一金屬切除量砂輪的磨耗量較大這一重要的技術缺陷。尤其是薄形砂輪作溝槽成形磨削,磨耗就更為明顯和嚴重。這對于高速強力成形磨削所賴為根本的由極小的砂輪磨耗來獲得砂輪型面良好的保持性從而保證成形工件的高精度和高質量這一技術關鍵來說,無疑構成了一種很難克服的矛盾。
本發(fā)明的目的,正是針對水溶性冷卻潤滑液上述磨削比(G)小即砂輪磨耗大的缺點,和已有的普通油溶性冷卻潤滑液散熱差,容易造成工件燒傷等缺點進行改進;本發(fā)明從改善磨削條件,減少或抑制磨削熱生成入手,選用一系列添加劑,經反復優(yōu)化,求得了最佳復合效果,從而使防止燒傷和減緩砂輪磨耗以保證并提高加工精度這二項技術要求同時獲得滿意的解決。
本發(fā)明冷卻潤滑液的組份構成和配制方法如下70%~92%(重)運動粘度40℃10~30厘斯(CSt)的精制礦物油,3%~20%(重)氯化石蠟(含氯量40%或50%),0.5%~10.0%(重)油酸,0.1%~5.0%(重)化學通式為R′OOC-R-COOR′〔式中R為具有1~19個碳原子的烷撐基團或苯撐基團,R′為烷基基團且每一個烷基基團含有1~10個碳原子〕的二酯,0.5%~5.0%(重)烷基磷酸酯,0.2%~3.0%(重)山梨糖醇酐油酸酯,0.2%~4.0%(重)堿土金屬磺酸鹽。
制作時,按上述組份配比,先取精制礦物油組份的10%邊加熱邊攪拌,溫度升至110℃時加入堿土金屬磺酸鹽組份,充分溶解后停止加熱,溫度降至70±5℃時依次加入山梨糖醇酐油酸酯組份,氯化石蠟組份,溫度降至60℃時加入預先混合好的油酸組份、烷基磷酸脂組份和上述“二酯”組份的混合物。最后再加入剩余的精制礦物油,攪拌、冷至室溫。
按照上述組份和配制方法配成的本發(fā)明冷卻潤滑液還可以與其它添加劑復合應用。
例如
1.可分別與0.0005%~0.003%(重)二甲基硅油;0.5%~5.0%(重)硫化脂肪油;0.5%~5.0%(重)化學通式為R″-COOR′′′〔式中R″為具有7-21個碳原子的烷基基團或烯基基團、R′′′為具有1-10個碳原子的烷基基團〕的單酯復合。
2.已復合了0.0005%-0.003%(重)二甲基硅油后的復合液還可與0.5%~5.0%(重)硫化脂肪油或者0.5%~5.0%(重)上述的“單酯”再復合。
3.已復合了0.0005%~0.003%(重)二甲基硅油后的復合液還可與0.5%~5.0%(重)硫化脂肪油和0.5%~5.0%(重)上述“單酯”一起共同復合。
本發(fā)明冷卻潤滑液及其上述的復合液均可用于其它的切、磨削加工,例如用于插齒、剃齒、拉削、銑削、車削、強力磨削等加工中作優(yōu)良的切削液和磨削液,顯著提高工件表面光潔度,延長刀具使用壽命。
如前所述,由于本發(fā)明系從改善磨削條件,減少,抑制磨削熱生成這一方面入手而“治本”的,因此在解決磨削工件燒傷,減緩砂輪磨耗,提高砂輪型面的保持性從而穩(wěn)定和提高加工件精度以及防止工件腐蝕諸方面均獲得了滿意的獨特的效果。
例1.使用本發(fā)明冷卻潤滑液,在MKS-9306鉆頭磨溝磨背機床上,使用國產砂輪ZR2(粒度100),砂輪線速度80米/秒,成形磨削經淬火處理的W18Cr4V高速工具鋼棒料,均獲得表面無燒傷,抽樣實測表面粗糙度RZ為1.45~2.5um(按GB1031-83《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》、《直柄磨花鉆標準(報批稿)》“精密麻花鉆溝槽RZ不大于6.3um”),精度完全達到工藝要求的麻花鉆成品。
例2,使用本發(fā)明冷卻潤滑液和普通油溶性冷卻潤滑液,在砂輪修整、磨削進給量、冷卻液壓力、流量、砂輪、工件諸因素完全相同的情況下各磨10支經淬火處理的W18Cr4V高速工具鋼棒料成形為麻花鉆,分別測量鉆頭尖部芯厚,結果如下表(單位毫米)
從表中可以看出使用本發(fā)明冷卻潤滑液磨得的麻花鉆精度穩(wěn)定,其鉆頭尖部芯厚最大值與最小值相差僅0.03毫米;而用普通油溶性冷卻潤滑液時,其鉆頭尖部芯厚最大值與最小值相差則達0.14毫米,約為前者的5倍。而且,表中所列的鉆頭尖部芯厚實測數(shù)據清楚地描述出使用普通油溶性冷卻潤滑液時,砂輪磨耗大-砂輪半徑減小-切入深度減小-鉆頭尖部芯厚增大這一顯然的趨勢;而使用本發(fā)明冷卻潤滑液時則完全無此情形和趨勢。所以,本發(fā)明冷卻潤滑液對于減緩砂輪磨耗,提高砂輪型面保持性,確保加工件精度以及批量加工時的精度穩(wěn)定性的效果是至為顯著的。
例3,優(yōu)良的防腐蝕性能將本發(fā)明冷卻潤滑液裝入6支試管,然后每支試管分別浸入50×10×3毫米的T1銅片,45#鋼片,鑄鐵片各一片,且每種金屬片各浸2只試管;放入100℃烘箱并保持6小時后取出,經檢測,均未發(fā)生腐蝕。(而一般冷卻潤滑液,例如硫化切削油的腐蝕試驗條件通常只要求鋼片50℃、3小時。)本發(fā)明冷卻潤滑液的各個組份均系國產制劑,成本低廉。
權利要求
1.一種向基礎油內加入若干添加劑用于磨、切削尤其是高速強力磨削,高速成形磨削的冷卻潤滑液,其特征在于由以下物質按以下配比組成70%~92%(重)運動粘度40℃時10~30厘斯(CSt)的精制礦物油,3%~20%(重)氯化石蠟(含氯量40%~50%),0.5%~10.0%(重)油酸,0.1%~5.0%(重)化學通式為R′OOC-R-COOR′[式中R為具有1~19個碳原子的烷撐基團或苯撐基團,R′為烷基基團且每一個烷基基團含有1~10個碳原子]的二酯,0.5%~5.0%(重)烷基磷酸酯,0.2%~3.0%(重)山梨糖醇酐油酸酯,0.2%~4.0%(重)堿土金屬磺酸鹽。
2.依據權利要求
1所述的冷卻潤滑液,其特征在于,可以復合0.0005%~0.003%(重)的二甲基硅油。
3.依據權利要求
1所述的冷卻潤滑液,其特征在于,可以分別與0.5%~5.0%(重)的硫化脂肪油或者0.5%~5.0%(重)化學通式為R″-COOR′′′,〔式中R″為具有7-21個碳原子的烷基基團或烯基基團,R′′′為具有1~10個碳原子的烷基基團〕的單酯復合。
4.依據權利要求
3所述的復合冷卻潤滑液,其特征在于還可以與0.0005%~0.003%(重)二甲基硅油復合。
5.依據權利要求
1所述的冷卻潤滑液,其特征在于可以與0.0005%~0.003%(重)二甲基硅油,0.5%~5.0%(重)硫化脂肪油、0.5%~5.0%(重)化學通式為R″-COOR′′′〔式中R″為具有7~21個碳原子的烷基基團或烯基基團、R′′′為具有1~10個碳原子的烷基基團〕的單酯一起復合。
6.一種向基礎油中加入若干添加劑組份并伴以適當加熱和攪拌,制備用于磨、切削尤其是高速強力,高速成形磨削冷卻潤滑液的方法,其特征在于先取精制礦物油組份的10%加熱、攪拌,當其溫度升至110℃時加入堿土金屬磺酸鹽組份,充分溶解后停止加熱,冷卻至70±5℃時依次加入山梨糖醇酐油酸酯組份、氯化石蠟組份,溫度降至60℃時加入預先混合好的油酸組份、烷基磷酸酯組份和化學通式為R′OOC-R-COOR′〔式中R為具有1~19個碳原子的烷撐撐基團或苯撐基團、R′為烷基基團且每一個烷基基團含有1~10個碳原子〕的二酯組份的混合物,最后加入剩余的精制礦物油組份,攪拌、冷至室溫。
專利摘要
一種用于磨、切削尤其是用于高速強力,高速成形磨削的冷卻潤滑液,從抑制和減少磨削熱生成入手,研究出新的添加劑組合配方,并獲最佳復合效果。滿意地解決了高速強力磨削,高速成形磨削中最常見又最不易解決的工件燒傷問題,以及砂輪磨耗而導致加工件精度降低的問題。為高速強力磨削,高速成形磨削新工藝及其發(fā)展提供了一種優(yōu)良的冷卻潤滑液。
文檔編號C10M131/00GK86103006SQ86103006
公開日1987年1月24日 申請日期1986年4月28日
發(fā)明者王忠漢 申請人:武漢機床廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan