水性磨削液成分分析

水性磨削液广泛应用于金属加工等制造业，禾川化工专业从事水性磨削液成分分析、配方分析，配方还原，配方检测，配方研制，为磨削液相关企业提供整套技术解决方案一站式服务。 磨削液是磨削加工重要的配套材料，在磨削加工过程中，砂轮和材料之问既发生切削又发生刻划和划擦，产生大量的磨削热，与车削、铣刀等切削方式不同，车削、铣刀切削方式大约有70％～80％的热量聚集在切屑上流走，传人工件的约占10％～20％，传人刀具的则不到5％，但磨削加工由于被切削的金属较薄，大约60％～90％的热量被传人工件，仅有不到10％的热量被磨削带走，产生了大量的磨削热，磨削区温度可达400～1000℃左右，在这样的高温下，材料会发生变形和烧伤，砂轮也会严重磨损，磨削质量下降。在通常情况下磨削加T都会使用磨削液，将大量的磨削热带走，降低磨削区的温度。有效地使用磨削液可提高切削速度30％，降低温度到100～150℃，减少切削力l0％～30％，延长砂轮使用寿命4～5倍。

磨削液的四大作用：润滑、冷却、清洗、防锈作用，附带的作用有良好的乳化分散性能,良好的抗泡性能,良好的环境稳定性。

磨削液种类很多，通常可以分为两大类：水溶性磨削液和油溶性磨削液，水溶性磨削液又可以分为：乳化液，透明水溶液，电解质水溶液。

油溶性磨削液主要成分多为矿物油。普通矿物油是在低黏度或中黏度矿物油中加防锈添加剂。如在机械油、轻质柴油、煤油中加脂肪酸以增强润滑作用。另外在磨削液中加入硫、氯、磷等元素的极压添加剂形成极压油，其渗透能力和润滑能力会更佳适宜表面粗糙度要求低的工序加工使用。油溶性磨削液有较好的附着性，能隔绝空气，防止磨削区氧化和水解等不良的化学反应。

在实际加工中，油基磨削液适于加工成形表面和精度高的产品，如齿轮磨削、螺纹磨削和成形磨削，这些磨削对砂轮的成形面有较高的要求，使用油基磨削液能得到较好的形状，又由于其较好的润滑效果能得到好的表面粗糙度，在添加了极压添加剂后更能大幅度降低磨削烧伤、裂纹、残余应力，而且成形面这种精加工一般情况下磨削余量小，产生磨削热少，正好规避了冷却效果差的缺点 ；还可以采用喷雾冷却法，大大改善冷却效果。如CBN砂轮易高温下与水发生反应，所以使用CBN高速磨削时应采用油性磨削液。

配方实例：矿物油、活性剂和极压剂，如10#、20#机油和煤油等低黏度油，加上MoS2油脂等，均匀的分散在水中，形成乳化液。

水溶性磨削液主要成分是水，再配加其它添加剂而成。其具有很好的冷却效果，且配制方便、成本低廉、不易污染。

乳化油因其主要成分是矿物油(含量在80％以上)，所以它的润滑性较好，但乳化液的表面张力大，液滴较大，一般在0．1—1um，不易浸入磨削区，因而它的润滑作用受到了一定限制。乳化液清洗性差，工件经过磨削后产生的砂轮未、铁屑末易附于金属表面，影响下工序加工质量。乳化液由于油含量高容易腐败变质，而且后处理较难，因而在国外已基本停止使用。但乳化液使用成本较低，能满足低速磨床、车床的要求，国内还在广泛应用。

配方一：普通乳化液：3～5%乳化油（70%＋5#机械油＋22%脂肪酸及其皂＋0．5%松香酸钠皂＋4．5%乙醇＋3%石油磺酸钠）加水稀释。

配方二：极压乳化液：用5～20%极压乳化油（10%石油磺酸钠＋6%石油磺酸铅＋4%氯化石腊＋3%氯化硬脂酸＋3%油酸＋3%三乙酸胺＋20#机械油余量）加水稀释。

微乳型磨削液是借助于表面活性剂和助表面活性剂的作用，油相和水相在一定的条件下可以形成各向相同性、透明和热力学稳定的分散体系，它同时具备了油和水的特点。常用的表面活性剂有阴离子型和非离子型两种，助表面活性剂一般用短碳链的醇。利用两相相混的优势，可以根据物质溶解性的不同，将润滑剂，防锈剂和消泡剂等分别溶于油相和水相中， 而赋予微乳液不同的性能。满足不同的使用场合．扩大微乳液的应用范围。微乳型磨削液的液体形态与合成液近似，使用寿命比乳化液长4—6倍；性能则类似于乳化液，具有良好的润滑防锈作用，它将是未来磨削液的主要品种，是一种发展前景较好的磨削液。

在使用性能上这类切削液不仅克服了乳化藏含油量高、易腐败变质、使用寿命短及废液污染大的问题，而且也改善了合成型切削液因完全不合油，使用中易引起机床导轨及滑动面移动困难，润滑不良的问题。

配方一：基础油21％（基础油16%，油酸5%） ，水相为70％ ，表面活性剂A为4％，助表面活性剂为5％，选择不同缓蚀剂对微乳液形成的影响，其中苯甲酸钠，钼酸钠，钨酸钠，重铬酸钾，碳酸铵，乌洛托品均可以在一定含量范围内配置成稳定微乳液。

配方二：罗新民研制的的微乳液磨削液配方可以满足轴承加工的润滑性，防锈性，光洁度：水 60.3%，阴离子表面活性剂A 3.4%，C2醇 4.3%，低粘度润滑油 18.1%,油性剂 10%，防锈剂 5%，消泡剂 1%

工艺：即把C2醇和阴离子表面活性剂A溶于水相中，把油溶性油性剂A和油溶性防锈剂A溶于油相中，将两相混合，加入消泡剂，充分搅拌至透明，即形成微乳型磨削液。

水性磨削液主要作用是冷却,并有一定的润滑作用，用在要求冷却效果好的场合。

配方一：亚硝酸钠、重铬酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二铵、苯甲酸钠、三乙醇胺。

配方二：亚硝酸钠1％，苯甲酸钠0.5％，甘油0.5％，三乙醇胺0.4％，水(其余)

配方三：用0.25～0.5%亚硝酸钠0.25～0.3%无水碳酸钠＋水余量。

全合成型磨削液是由清洗剂、渗透剂、极压剂、润滑剂、防锈性添加剂等组成的水基磨削液。它具有极压性好，清洗性和冷却性优良等特点。化学合成液清洗性好，很易冲洗掉磨削物，不易产生垫伤和锈蚀。台成磨削液因不含矿物油不易产生腐败， 使用周期较长。但台成磨削液因添加有大量的表面活性剂会产生一定的泡沫，母液或使用液需要加入一定的消泡剂。合成磨削液目前是我国高速磨床普及使用的加工液，环保型合成磨削液已经成为当下研发的重点。

配方一：有机硼酸酯，油酸醇胺合成物，聚乙二醇，防锈剂,铸铁防锈

配方二：三乙醇胺、聚醚、油酸钠皂、亚硝酸钠等

配方三：王芳芝通过对各种环境友好添加剂筛选，研制出环境友好水性全合成磨削液，具有较好的应用前景。表面活性剂（德国聚醚+阴离子表活）10%，润滑剂（月桂酸高级正醇酯，异构硬脂酸）8%，极压添加剂（硼酸酯）5-6%，稳定剂（醇类、三乙醇胺、EDT）0.5-1.0%，消泡剂（聚醚或者水溶性有机硅）0.5-1.0%，铝缓蚀剂1%

配方四：方建华研制的环保型水性磨削液：吐温80,2%，油酸皂2%，自制极压抗磨剂20%，三乙醇胺12%，硼砂3%，消泡剂0.5%，自来水60.5%

组分	A投料量（g/L）
油酸	350~400
矿物油	200~250
三乙醇胺	100~150
二乙醇胺	100~150
苯甲基硅油	10~30
石油磺酸钠	50~100
脂肪醇聚氧乙烯醚	50~100
NP-10	10~30
油酸三乙醇胺	50~100
水	余量