0引言
磨削加工作為精加工手段已在機械加工領域得以廣泛使用,磨削加工不但能高效率地加工出尺寸精度高､表面質量好的零件,而且易于加工硬度高的金屬材料[1,2]｡合理使用磨削液能夠提高加工質量和加工效率,延長刀具壽命,降低加工成本｡近年來出現了一些合成磨削液,但多數防銹性､潤滑性不能滿足要求,如桂林機床股份有限公司在機床鑄鐵精加工過程中出現易長黑斑､易生銹等問題;有的磨削液中還含有致癌物質亞硝酸鈉,有的還含有磷､氯等有害元素[3,4]｡
本研究的目的在于制備一種環保型的､防銹防黑斑的水溶性磨削液,以解決桂林機床股份有限公司機床鑄鐵精加工面在潮濕的天氣的防銹､防黑斑問題｡這對于公司減少不必要的經濟損失､降低生產成本､提高公司的經濟效益具有十分重要的意義｡
1 實驗部分
1.1 具有防銹功能的表面活性劑(S-1)的合成
以油酸和醇胺為主要成分,聚乙二醇(PEG)輔助成分,研究其不同配比､反應溫度和時間等因素對產物的防銹､乳化性能的影響｡
1.2 有機硼酸酯極壓抗磨劑(M-l)的制備
以硼酸和醇胺為主要成分,研究配方和工藝條件對產物的防銹效果､潤滑效果的影響｡
1.3 防銹能力的測定
在密閉的干燥器中裝一定量的自來水,模擬潮濕大氣環境,以桂林機床股份有限公司提供的鑄鐵(一級灰口鑄鐵)為試樣,在磨削液中浸泡后(約15min)放入干燥器中,以出現第一銹點的時間長短評價磨削液的防銹能力｡
1.4 磨削液的配方設計
在上述制備的S- 1與M -l的基礎上,添加防銹劑等添加劑,通過正交實驗法確定出最佳配方｡
以極壓抗磨劑(M-l)為主劑,并配S-1表面活性劑和防銹添加劑1(F-1)和防銹添加劑2(F-2),通過經驗和初步實驗確定各因素的大致用量范圍,然后根據經濟性和實用性的分析,制定因素水平表,見表1｡
檢測時的溫度:20±
2結果與討論
2.1 最佳配方的確定及分析
磨削液的配方設計和正交試驗結果見表2｡
注:防銹劑的配制是按以上各級數量取或稱取后,加2mlPEG,用蒸餾水配成100ml的溶液｡
正交試驗結果中R值越大因素越重要,由各級數和R值可分析各因素對防銹性能的影響:各因素的重要性依次為F-1>S-1>F-2>M-1｡從防銹角度看,天數越多越好,故應選取4.8､0.8､0.8､0.8的配方｡經進一步試驗驗證此配方確實為最佳配方,其防銹天數大于15天｡
2.2 PEG在此磨削液中的作用
加入的PEG可與未反應完全的油酸生成聚二醇油酸酯,增大磨削液的防銹能力及水溶性;硼酸酯易水解,加入PEG后可抑制其水解:PEG具有較大的密度,會在金屬表面擴散成一層薄膜,起緩蝕劑的作用｡
2.3 本磨削液的性能指標及性能比較
本磨削液的性能指標及其與商品化的磨削液的性能比較見表3,從其外觀､透明度､pH值及防銹大數可知本磨削液的防銹能力優于商品化的磨削液｡
3 結論
通過合成合適的表面活性劑和極壓抗磨劑､合理設計配方制得一種新型磨削液,其特點有:
(1) 本磨削液采用無毒､無污染的原料,合成的表面活性劑和極壓抗磨劑也無毒無污染,克服目前磨削液添加含甲醛或亞硝酸鹽等有毒物質的問題,是一種無毒無污染的環保型新型磨削液;
(2) 本磨削液為水性溶液,磨削加工過程中不會影響可見度,操作方便､清洗容易;
(3) 本磨削液的防銹能力優于目前已商品化磨削液,具有良好的防銹能力｡下一步將進行放大實驗和工廠現場實驗,以完成工業化的應用｡
[參考文獻]
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