水基鈦合金加工液及其應用
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于金屬加工液領域，具體而言，本發明涉及水基鈦合金加工液及其應用。
【背景技術】
[0002] 鈦合金材料具有優異的力學性能、低密度以及良好的耐蝕性，是航空航天工業最 主要的消費材料。然而，由于具有導熱系數低、高溫化學活性高和彈性模量小特點，鈦合金 又是一種典型的難加工材料。在切削加工過程中，容易產生很高的切削溫度，導致刀具磨損 加快、表面質量難以控制，而低的切削速度導致加工效率難以提高。同時，由于航空鈦合金 零部件的整體結構件設計特點，大量的材料需要從整塊坯料中去除，造成切削成本較高。因 此，實現鈦合金材料的高效、高速加工必須使用加工液來實現。
[0003] 市售的鈦合金加工液多為乳化液，微乳液，由于乳化液和微乳液均含有油，在使用 過程中容易腐敗變質、破乳、廢液處理困難等特點。因此，開發一款具有高潤滑、冷卻性好、 高速銑削的鈦合金加工液是非常有必要的，目前市售的產品有待進一步提高質量。
【發明內容】
[0004] 為解決鈦合金加工過程中的速度低、加工液可視性不好、加工工件溫度高、清洗性 差等諸多技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種水基鈦合金加工液及其應 用，本發明的水基鈦合金加工液在鈦合金加工過程中，可視性好于乳化液，同時防銹性好， 潤滑性優異，加工后的鈦合金表面光滑無肌瘤，適合各種鈦合金的精加工加工場所。
[0005] 根據本發明的一個方面，本發明提出了一種水基鈦合金加工液。根據本發明實施 例的水基鈦合金加工液含有：
[0006] 5-30重量％的基礎液；
[0007] 1-10重量％的潤滑劑；
[0008] 0.1-10重量％的防銹劑；
[0009] 1-10重量％的抗磨劑；
[0010] 1-5重量％的偶合劑；
[0011] 0.01-1重量％的消泡劑；
[0012] 0.01-2重量％的殺菌劑；以及
[0013] 1-30重量％的?!1值調節劑。
[0014] 本發明上述實施例的水基鈦合金加工液具有冷卻效果好、可節約能源和提高工作 效率等特點，有逐步替代油基潤滑劑的趨勢。與傳統的含礦物油乳化液和微乳化液相比，水 基鈦合金加工液由于完全不含油，在清洗性、防銹性、冷卻性、加工可視性、抗菌性和穩定性 等方面都具有顯著效果。
[0015] 另外，根據本發明上述實施例的水基鈦合金加工液還可以具有如下附加的技術特 征：
[0016] 在本發明的一些實施例中，所述基礎液為水溶性化合物，所述水溶性化合物具有 親油基團和/或親水基團。
[0017] 在本發明的一些實施例中，所述水溶性化合物具有羥基、羧基、酰胺基、氨基、磷酰 胺基中的至少一種。
[0018] 在本發明的一些實施例中，所述水溶性化合物為非離子表面活性劑和/或陰離子 表面活性劑。
[0019] 在本發明的一些實施例中，所述基礎液為選自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌 段聚醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚乙烯醇、聚烷撐乙二醇、脂肪酸聚醚、脂肪醇聚氧 乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚、硫酸化油C 8-2Q、C2-1Q二元醇中的至少一種。
[0020] 在本發明的一些實施例中，所述潤滑劑為選自C2-2Q二元醇，丙三醇、C4- 2Q脂肪一元 酸、脂肪酸皂、磺化油、聚乙二醇、聚丙三醇、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、聚烷 撐乙二醇、石油磺酸鈉、石油磺酸鋇、脂肪醇醚、脂肪酸聚醚、脂肪醇磷酸酯、脂肪酸磷酸酯、 脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯中的至少一種。
[0021 ]在本發明的一些實施例中，所述防銹劑為選自C4-20-元酸、水溶性維生素 C，T706， T705，T702,脂肪酸銨鹽、多元酸、聚合多元酸、硼酸鹽、硅酸及硅酸鹽、脂肪酸聚氧乙烯醚磷 酸酯、C8- 18二元酸、苯并三氮唑及衍生物、1、3_雙羥甲基脲、三乙醇胺硼酸酯、聚乙二醇磷酸 酯、硅酸酯和磷酸酯中的至少一種。
[0022]在本發明的一些實施例中，所述抗磨劑為選自聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙 烯醚磷酸酯、硫酸化油C8-28、石油磺酸鈉、石油磺酸鋇、硼酸鹽、硼酸、硼酸酯、磷酸、磷酸丁 氧基乙酯、脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯、硼酸三乙醇胺和磺化蓖麻油中的至少一種。
[0023]在本發明的一些實施例中，所述偶合劑為選自C2-1Q-元醇、乙二醇、丙二醇、丙三 醇、聚丙二醇醚、c1Q-2Q支鏈飽和醇、脂肪醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇醚、二乙二醇醚 和乙二胺四乙酸二鈉中的至少一種。
[0024]在本發明的一些實施例中，所述消泡劑為選自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物、 聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙 烯甘油醚、磷酸三甲酯和聚二甲基硅氧烷中的至少一種。
[0025]在本發明的一些實施例中，所述殺菌劑為選自三嗪類、異噻唑啉酮和季銨鹽中的 至少一種。
[0026]在本發明的一些實施例中，所述pH調節劑為選自硼酸、磷酸、脂肪醇聚氧乙烯醚磷 酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯、硅酸和C2-2Q醇胺類和氫氧化鈉中的至少一種。
[0027] 在本發明的一些實施例中，所述水基鈦合金加工液的pH為7-10。
[0028] 在本發明的另一個方面，本發明提出了一種加工鈦合金的方法，在加工鈦合金過 程中使用前面所述的水基鈦合金加工液。由此，通過使用上述具有優異的潤滑、防銹、冷卻 和清洗性能的水基鈦合金加工液，可以有效解決鈦合金加工過程中的速度低、加工液可視 性不好、加工工件溫度高、清洗性差等諸多技術問題之一，其加工后的鈦合金表面光滑無肌 瘤，適合各種鈦合金的精加工加工場所。
【附圖說明】
[0029] 圖1是采用本發明一個實施例的水基鈦合金加工液加工鈦合金后表面磨痕區形貌 圖。
[0030]圖2是本發明一個實施例水基鈦合金加工液與對比例1的摩擦系數對比圖。
[0031 ]圖3是本發明一個實施例水基鈦合金加工液與對比例2的摩擦系數對比圖。
[0032]圖4是采用本發明一個實施例的水基鈦合金加工液對鑄鐵、鈦合金、LY12鋁、紫銅 的防銹效果圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0034] 根據本發明的一個方面，本發明提出了一種水基鈦合金加工液，根據本發明實施 例的水基鈦合金加工液含有：1-30重量％的基礎液;0.1-20重量％的潤滑劑;0.1-15重量％ 的防銹劑；1-20重量％的抗磨劑；1-5重量％的偶合劑;0.01-1重量％的消泡劑;0.01-2重 量％的殺菌劑；以及1-30重量％的?!1值調節劑。
[0035] 本發明實施例的水基鈦合金加工液采用了新的基礎液和添加劑，其中不含礦物 油、植物油。不含苯酚、甲醛、亞硝酸鹽等有害物質，加工液原液不含水，此產品與市售的水 基鈦合金切削液比具有優良的潤滑性，改善工作環境及易于讓工人接受，產品質量穩定、安 全、環保，性價比高，使用周期一般在一年以上，具有很好的潤滑、冷卻性能。可以應用于鈦 合金的切削及磨削等加工。
[0036] 根據本發明的具體實施例，上述實施例的水基鈦合金加工液優選含有：5-30重 量％的基礎液；1-10重量％的潤滑劑;0.1-10重量％的防銹劑；1-10重量％的抗磨劑；1-5重 量％的偶合劑;〇. 01-1重量％的消泡劑;〇. 01-2重量％的殺菌劑；以及1-30重量％的?!1值調 節劑。由此上述實施例的水基鈦合金加工液具有優異的潤滑性能，可視性強，易清洗的特 點，更加適合精加工機床的使用。
[0037] 根據本發明的具