一种环保型超长深孔钻专用切削油的制作方法

1.本发明涉及金属加工液领域，尤其涉及一种环保型超长深孔钻专用切削油。


背景技术：

2.根据金属工件去除(切除)方式的不同，切削加工又细分为车削、钻削、拉削和磨削等。本发明所述的深孔钻属于钻削的范畴(在机械加工行业，通常把孔深与孔径之比(l/d)介于5～10的孔称为深孔)，本发明产品主要针对l/d值大于10的注塑机料筒钻孔工艺，其主要工艺参数为加工材质合金钢，孔径30mm～300mm，孔深500mm～10000mm，l/d值最大可达200，加工难度非常高。深孔钻由于钻杆细长且刚性差，极易产生扭曲和振动，因此如果钻孔中使用的切削油没有足够的润滑性能、冷却性能和刀具保护作用，容易导致工件报废、钻杆损坏、刀具寿命缩短等问题。中国在引进大量高精度深孔钻机床同时，但配套工艺油技术落后，深孔钻油基本依赖国外进口。国内也有不少厂家研发此切削油，但在目前加工精度、环保条件下存在两点主要缺陷：一是润滑性能不足，难以满足上述超长深孔钻削的加工工艺要求；二是配方基本上均含有国际已经禁止添加的氯化石蜡等含氯、硫、磷等危及人体健康、危害环境的有毒有害物质，通过油气挥发和渗入地下危及人身、环境健康。


技术实现要素：

3.本发明克服现有技术中的不足之处，提供一种环保型超长深孔钻专用切削油，产品符合国家现行环保法规要求。
4.为此，本发明提供一种环保型超长深孔钻专用切削油，以切削油总质量百分比计，各组分含量为：
5.合成酯基础油
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60～75w％
6.pao基础油
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5～15w％
7.复合极压抗磨剂
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15～20w％
8.抗氧剂
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1～4w％
9.防锈剂
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1～3w％
10.金属减活剂
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0.5～2w％
11.有机硅
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20-200mg/kg。
12.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，以切削油总质量百分比计，各组分含量为：
13.合成酯基础油
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65～75w％
14.pao基础油
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5～15w％
15.复合极压抗磨剂
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15～20w％
16.抗氧剂
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2～4w％
17.防锈剂
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2～3w％
18.金属减活剂
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1～1.5w％
19.有机硅
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50-100mg/kg。
20.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述合成酯基础油选自双季戊四醇酯、椰油酸甲酯、椰油酸异辛酯、新季戊四醇酯和三羟甲基丙烷油酸酯中的至少两种。
21.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述pao基础油选自pao4、pao6和pao8中的一种或几种。
22.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述复合极压抗磨剂为由分子量5000～50000的高粘聚酯和碳原子数8～22脂肪醇按质量比例4:1～2:1组成的组合物。
23.具体地，发明采用区别于传统矿物油、动植物油的合成酯作为主要基础油，采用多次现场试用证明效果优异的聚酯、脂肪醇按质量比例4:1～2:1的特定比例组成的组合物替代传统氯剂、硫剂作为润滑极压剂，保证钻削过程中钻杆稳定，钻头使用寿命较长。产品润滑、极压抗磨和抗氧化等性能优异，外观水色透明，可以替代进口产品用于深孔钻工艺，尤其适用于加工孔深、孔径之比较大的、工艺要求高的超长深孔钻削加工，也可用于微量润滑加工工艺。
24.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述抗氧剂为位阻酚类抗氧剂和烷基胺类抗氧剂中的一种或几种。
25.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述防锈剂选自烷基水杨酸钙、烷基磺酸钙、十二烷基丁二酸和2-巯基苯并噻唑中的至少两种。
26.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述金属减活剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、三氮唑衍生物和噻二唑衍生物中的一种或几种。
27.本发明所述的环保型超长深孔钻专用切削油，其中优选的是，所述有机硅为有机硅消泡剂、烷基硅油或聚醚硅油。
28.本发明的优点：本发明产品除具有钻孔油产品普遍具有的润滑、冷却、防锈等通用性能外，主要通过基础油、极压抗磨剂的研选复配，使发明产品在不含氯剂、硫剂、磷剂的前提下达到了孔深、孔径之比超大、工艺要求高的超长深孔钻削加工工艺要求，产品低气味、低挥发、不含有毒有害物质，对人身、环境健康均无毒无害，实现了苛刻工况下替代国外进口油使用。
具体实施方式
29.以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
30.本发明提供的环保型超长深孔钻专用切削油，以切削油总质量百分比计，各组分含量为：
[0031][0032]
在一些实施例中，优选的是，以切削油总质量百分比计，各组分含量为：
[0033][0034]
在一些实施例中，优选的是，所述合成酯基础油选自双季戊四醇酯、椰油酸甲酯、椰油酸异辛酯、新季戊四醇酯和三羟甲基丙烷油酸酯中的至少两种。
[0035]
在一些实施例中，优选的是，所述pao基础油选自pao4、pao6和pao8中的一种或几种。
[0036]
在一些实施例中，优选的是，所述复合极压抗磨剂为由分子量5000～50000的高粘聚酯和碳原子数8～22脂肪醇按质量比例4:1～2:1组成的组合物。
[0037]
具体地，发明采用区别于传统矿物油、动植物油的合成酯作为主要基础油，采用多次现场试用证明效果优异的聚酯、脂肪醇按质量比例4:1～2:1的特定比例组成的组合物替代传统氯剂、硫剂作为润滑极压剂，保证钻削过程中钻杆稳定，钻头使用寿命较长。产品润滑、极压抗磨和抗氧化等性能优异，外观水色透明，可以替代进口产品用于深孔钻工艺，尤其适用于加工孔深、孔径之比较大的、工艺要求高的超长深孔钻削加工，也可用于微量润滑加工工艺。
[0038]
在一些实施例中，优选的是，所述抗氧剂为位阻酚类抗氧剂和烷基胺类抗氧剂中的一种或几种。
[0039]
在一些实施例中，优选的是，所述防锈剂选自烷基水杨酸钙、烷基磺酸钙、十二烷基丁二酸和2-巯基苯并噻唑中的至少两种。
[0040]
在一些实施例中，优选的是，所述金属减活剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、三氮唑衍生物和噻二唑衍生物中的一种或几种。
[0041]
在一些实施例中，优选的是，所述有机硅为有机硅消泡剂、烷基硅油或聚醚硅油。
[0042]
本发明的优点：本发明产品除具有钻孔油产品普遍具有的润滑、冷却、防锈等通用性能外，主要通过基础油、极压抗磨剂的研选复配，使发明产品在不含氯剂、硫剂、磷剂的前提下达到了孔深、孔径之比超大、工艺要求高的超长深孔钻削加工工艺要求，产品低气味、低挥发、不含有毒有害物质，对人身、环境健康均无毒无害，实现了苛刻工况下替代国外进口油使用。
[0043]
实施例1
[0044]
本发明各原料组分按照重量百分比计算(w/w％)，其组成如下：
[0045][0046]
本实施例的切削油制备方法包括以下步骤：
[0047]
a.将30质量份双季戊四醇酯和30质量份新季戊四醇酯组成的基础油加入釜中，加热搅拌至70℃；
[0048]
b.保持70℃的温度，加入15质量份pao6搅拌半小时，加入总计20份质量份聚酯和脂肪醇混合物，聚酯和脂肪醇质量之比4:1，搅拌至均匀透亮；
[0049]
c.停止加热，加入1质量份位阻酚抗氧剂、1质量份烷基磺酸钙、1质量份十二烷基丁二酸防锈剂、2质量份苯并三氮唑金属减活剂继续搅拌至完全溶解；加入少量烷基硅油，保证其在切削油体系中的浓度约50mg/kg，继续搅拌约1小时；
[0050]
d.在50℃左右温度下经200目过滤网过滤灌装。
[0051]
实施例2
[0052]
本发明各原料组分按照重量百分比计算(w/w％)，其组成如下：
[0053][0054]
本实施例的切削油制备方法包括以下步骤：
[0055]
a.将总计60质量份的双季戊四醇酯、三羟甲基丙烷油酸酯组成的基础油加入釜中，加热搅拌至70℃；
[0056]
b.保持70℃的温度，加入10质量份pao8搅拌半小时，加入18质量份的聚酯、脂肪醇混合物，搅拌至均匀透亮；
[0057]
c.停止加热，加入4质量份烷基胺抗氧剂、总计1质量份的水杨酸钙、十二烷基丁二酸防锈剂，1质量份甲基苯并三氮唑金属减活剂继续搅拌至完全溶解；加入少量有机硅消泡剂，保证其在切削油体系中的浓度约100mg/kg，继续搅拌约1小时；
[0058]
d.在50℃左右温度下经200目过滤网过滤灌装。
[0059]
实施例3
[0060]
本发明各原料组分按照重量百分比计算(w/w％)，其组成如下：
[0061][0062][0063]
本实施例的切削油制备方法包括以下步骤：
[0064]
a.将总计75质量份的双季戊四醇酯、椰油酸异辛酯组成的基础油加入釜中，加热搅拌至70℃；
[0065]
b.保持70℃的温度，加入5质量份pao4搅拌半小时，加入14.5质量份的聚酯、脂肪醇混合物，搅拌至均匀透亮；
[0066]
c.停止加热，加入2质量份位阻酚抗氧剂、总计3质量份的2-巯基苯并噻唑和十二
烷基丁二酸防锈剂、0.5质量份苯并三氮唑金属减活剂继续搅拌至完全溶解；加入少量烷基硅油，保证其在切削油体系中的浓度约50mg/kg，继续搅拌约1小时；
[0067]
d.在50℃左右温度下经200目过滤网过滤灌装。按照实施例3制得的切削油的性质参见表1。该实施例所得切削油与市场普通产品的对比见表2。
[0068]
表1
[0069][0070][0071]
由表1给出的本发明环保型超长深孔钻专用切削油的主要性能数据可以看出，本发明产品黏度适中，既适用于浸泡式润滑，也适用于喷射式润滑；产品抗氧化性能优异，长期使用不会出现腐败变质和产生沉淀物，产品不含有毒有害元素物质，满足现行切削液国家及行业标准的要求，同时本发明产品在针对合金钢材质的超长钻工加工时，表现出了优异的润滑保护性能。该发明产品在宁波某注塑机零配件(料筒)生产厂表现出良好的实际使用效果，替代了价格昂贵的进口产品。
[0072]
表2
[0073][0074]
由表2测试数据对比可见，本产品在满足工艺要求的前提下，不含氯化石蜡(氯含量)，符合国家新标准gb/t32812-2016《金属加工液有害物质的限量要求和测定方法》的要求，促进国家环保工作的开展。
[0075]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。