本發明涉及金屬加工液領域，尤其是涉及一種環保型高鎂鋁合金切削液及其制備與應用。
背景技術：
加工高鎂鋁合金時，由于鎂含量高，導致工作液中鎂離子的增加，工作液硬度大，這就促成了工作液需要很高的抗硬水能力。為了提高其抗硬水能力，我們就需要從表面活性劑方面進行研究測試。非離子表面活性劑在溶液中呈離子態，易受酸堿影響，抗硬水能力稍弱，非離子表面活性劑在溶液中不是以離子狀態存在，所以它的穩定性高，不易受強電解質存在的影響，也不易受酸、堿的影響，抗硬水能力強，因此我們偏向選擇非離子表面活性劑。醇醚羧酸鹽雖然是陰離子表面活性劑，其結構與肥皂相似，但是其嵌入的EO鏈使其兼具陰離子和非離子表面活性劑的特點，因此醇醚羧酸鹽也納入我們的選取范圍之內。出于環境保護的目的，我們在選擇表面活性劑的時候我們需要選擇對環境影響小的，生物降解性好的。因此我們選取了醇醚羧酸鹽，脂肪醇聚氧乙烯醚，山梨糖醇脂肪酸酯和植物基脂肪醇烷氧基化合物等一系列的表面活性劑做實驗。同樣的金屬加工過程中必不可少的元素—潤滑也是一個重要的指標，考慮到環境保護問題，我們在潤滑劑方面需要使用生物降解性好的，例如三羥丙烷油酸酯，妥爾油脂肪酸酯，四聚蓖麻油酸，丙三醇和多元醇酯等等一系列的潤滑劑進行實驗。為確保加工材質在加工時不生銹，我們需要在切削液中添加防銹劑，以此來確保高鎂鋁合金加工時不生銹。我們從防銹劑中篩選出高生物降解性，無毒的原料進行實驗，比如三元有機酸防銹劑，苯胼三氮唑，磷酸酯等一系列防銹劑進行研發試用。
如何將上述所有對切削液的性能和用途關系的因素全面考量以提出一種綜合性能佳的環保型高鎂鋁合金切削液的制備方法值得探討。
技術實現要素：
發明目的：為了解決現有技術中所存在的問題，本發明提出了一種具備很高的抗硬水能力、對環境影響小、生物降解性能好、潤滑性能佳、穩定性高的環保型高鎂鋁合金切削液及其制備與應用。
技術方案：為達以上目的，本發明采取以下技術方案：一種環保型高鎂鋁合金切削液，以質量計算包括油溶性成分和水溶性成分；所述油溶性成分包括：環烷基基礎油30-48份，妥爾油脂肪酸酯1-3份，多元醇酯8-12份，三羥酯3-5份，四聚蓖麻油酸2-4份，植物基脂肪醇烷氧基化合物1-2.5份，山梨糖醇脂肪酸酯1-2份，脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份，酰胺3-5份，醇醚羧酸鹽2-5份，磷酸酯0.5-1份，植物油酸或者乙二胺四乙酸四鈉3-5份；
所述水溶性成分包括：三元有機酸1-2份，癸二酸1-2份，硼酸1-2份，苯駢三氮唑0.3-1份，三乙醇胺9份，二甘醇胺2份，十六醇或者十四醇2-4份，去離子水18-24份，1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪1-2份，碘代丙炔基氨基甲酸丁酯0.5-1份，嗎啉衍生物殺菌劑MBM 0.5-1.5份；其中1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和嗎啉衍生物殺菌劑MBM屬于殺菌劑成分。
更進一步的，本發明公開了一種環保型高鎂鋁合金切削液，以質量計算包括如下原料組分：環烷基基礎油30-48份，妥爾油脂肪酸酯1-3份，多元醇酯8-12份，三羥酯3-5份，四聚蓖麻油酸2-4份，植物基脂肪醇烷氧基化合物1-2.5份，山梨糖醇脂肪酸酯1-2份，脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份，酰胺3-5份，醇醚羧酸鹽2-5份，磷酸酯0.5-1份，植物油酸或者乙二胺四乙酸四鈉3-5份；
所述水溶性成分包括：三元有機酸1-2份，癸二酸1-2份，硼酸1-2份，苯駢三氮唑0.3-1份，三乙醇胺9份，二甘醇胺2份，十六醇或者十四醇2-4份，去離子水18-24份，1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪1-2份，碘代丙炔基氨基甲酸丁酯0.5-1份，嗎啉衍生物殺菌劑MBM 0.5-1.5份；其中1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和嗎啉衍生物殺菌劑MBM屬于殺菌劑成分。
本發明還公開了上述環保型高鎂鋁合金切削液的制備方法，包括如下步驟：
(1)將各原料按照所需比例稱量備用；
(2)將油溶性成分在40-50℃攪拌2h，直至油基部分透明；
(3)將除殺菌劑成分外的水溶性成分在室溫下攪拌2h,直至水基部分透明；
(4)將步驟(3)攪拌完成的水溶性成分加入到攪拌完成的油溶性成分中，繼續攪拌均勻直至混合液透明；
(5)最后將三種殺菌劑成分加入到上述混合液中，攪拌至透明，即得所需切削液。
本發明還提供了上述一種環保型高鎂鋁合金切削液的應用，具體的為工作液的配制比例為：切削液與水混合質量比例為1:20或者1:10。
更進一步的，所述水為去離子水或者硬度小于100的自來水。
有益效果：本發明提供的一種環保型高鎂鋁合金切削液及其制備與應用，為達到最佳的綜合性能，優選了合適的水溶性成分和油溶性成分等一系列制備原料，經過制備而成切削液，并應用到高鎂合金的加工中去，具備很高的抗硬水能力、對環境影響小、生物降解性能好、潤滑性能佳、穩定性高，且使用時簡單，安全，環保，對環境危害小，實用價值與環保價值兼具。
具體實施方式
實施例1：
一種環保型高鎂鋁合金切削液，以質量計算包括油溶性成分和水溶性成分；所述油溶性成分包括：環烷基基礎油30份，妥爾油脂肪酸酯1份，多元醇酯8份，三羥酯3份，四聚蓖麻油酸2份，植物基脂肪醇烷氧基化合物1份，山梨糖醇脂肪酸酯1份，脂肪醇聚氧乙烯醚1份，酰胺3份，醇醚羧酸鹽2份，磷酸酯0.5份，植物油酸3份，所述水溶性成分包括：三元有機酸1份，癸二酸1份，硼酸1份，苯駢三氮唑0.3份，三乙醇胺9份，二甘醇胺2份，十四醇2份，去離子水18份，1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪1份，碘代丙炔基氨基甲酸丁酯0.5份，嗎啉衍生物殺菌劑MBM0.5份，其中1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和嗎啉衍生物殺菌劑MBM屬于殺菌劑成分。
實施例2：
一種環保型高鎂鋁合金切削液，以質量計算包括如下原料組分：所述油溶性成分包括：環烷基基礎油40份，妥爾油脂肪酸酯2.5份，多元醇酯10份，三羥酯4份，四聚蓖麻油酸3份，植物基脂肪醇烷氧基化合物2份，山梨糖醇脂肪酸酯1.5份，脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份，酰胺4份，醇醚羧酸鹽4份，磷酸酯0.6份，乙二胺四乙酸四鈉4份，所述水溶性成分包括：三元有機酸1.5份，癸二酸1.5份，硼酸1.5份，苯駢三氮唑0.6份，三乙醇胺9份，二甘醇胺2份，十六醇3份，去離子水20份，1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪2份，碘代丙炔基氨基甲酸丁酯0.6份，嗎啉衍生物殺菌劑MBM1份；其中1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和嗎啉衍生物殺菌劑MBM屬于殺菌劑成分。
實施例3：
一種環保型高鎂鋁合金切削液，以質量計算包括油溶性成分和水溶性成分；所述油溶性成分包括：環烷基基礎油48份，妥爾油脂肪酸酯3份，多元醇酯12份，三羥酯5份，四聚蓖麻油酸4份，植物基脂肪醇烷氧基化合物2.5份，山梨糖醇脂肪酸酯2份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份，酰胺5份，醇醚羧酸鹽5份，磷酸酯1份，植物油酸或者乙二胺四乙酸四鈉5份，所述水溶性成分包括：三元有機酸2份，癸二酸2份，硼酸2份，苯駢三氮唑1份，三乙醇胺9份，二甘醇胺2份，十四醇4份，去離子水24份，1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪2份，碘代丙炔基氨基甲酸丁酯1份，嗎啉衍生物殺菌劑MBM1.5份；其中1，3，5-三(2-羥乙基)-六氫-三嗪、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯和嗎啉衍生物殺菌劑MBM屬于殺菌劑成分。
實施例4：
一種環保型高鎂鋁合金切削液的制備方法，具體包括如下步驟：
(1)將各原料按照所需比例稱量備用；
(2)將油溶性成分在45℃攪拌2h，直至油基部分透明；
(3)將除殺菌劑成分外的水溶性成分在室溫下攪拌2h,直至水基部分透明；
(4)將步驟(3)攪拌完成的水溶性成分加入到攪拌完成的油溶性成分中，繼續攪拌均勻直至混合液透明；
(5)最后將三種殺菌劑成分加入到上述混合液中，攪拌至透明，即得所需切削液。
實施例5：
將上述實施例4制備的環保型高鎂鋁合金切削液進行應用，并進行切削液各方面性能測試。
(1)抗硬水能力測試：
用不同硬度的硬水與實施例4制備的切削液混合配制，進行抗硬水能力測試，測試硬水硬度從100ppm至10000ppm，以100ppm為梯度設置受測硬度，切削液與硬水以1：20的混合質量比例進行配制，觀察配制完成后的混合液是否有分層現象，如果沒有，則表明切削液對這個程度的硬水完全適應，抗硬水能力完全符合。同時將這些稀釋液靜置1-2個月觀察其是否有分層現象，如果未發現，則表明該切削液抗硬水能力完全過關，符合我們設計時的需求。
經測試，本發明實施例4制備的切削液抗硬水能力合格。
(2)穩定性能測試：
配制以1：20的質量比例的切削液與去離子水配制的稀釋液，并且在稀釋液中加入100g高鎂鋁合金，將該樣品放入不同溫度下進行測試，10℃，20℃，30℃，40℃，60℃，80℃。在不同溫度下放置多天以便觀察，觀察其是否發黃發臭，甚至是否有分層現象。放置6-7天后取出觀察未發現有任何不良情況產生，依舊完好如初，同時取出浸泡在稀釋液中的高鎂鋁合金，觀察鋁合金，發現鋁合金依舊光潔如新，未有任何腐蝕產生。最后在80℃時下能放置7天，最后得出該切削液可以在正常狀態下使用6個月不出現任何不良現象。
使用該款切削液，不會散發出任何刺鼻性的氣味這樣能確保人身安全，同時環保清潔，無殘留，節省能源損耗。
應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。