本發(fā)明涉及切削液及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種金剛石切割線專用切削液及其制備方法。

背景技術(shù)：

磁性材料、藍(lán)寶石、晶體硅、特種陶瓷等硬脆難加工的新型復(fù)合材料，往往需要通過多線切割機(jī)批量加工為片材。傳統(tǒng)的硬脆難加工復(fù)合材料的加工一般采用內(nèi)圓切割特種切削油、低粘度輕質(zhì)油性切削潤(rùn)滑油+SiC、砂漿切割、PEG切割等冷卻潤(rùn)滑方式，這些舊有的冷卻潤(rùn)滑方式長(zhǎng)期存在高環(huán)境污染問題，例如，傳統(tǒng)的內(nèi)圓切割特種切削油，如Mould M6、長(zhǎng)城00088等，在加工過程中存在油煙大、易打明火的問題，具有一定的安全隱患，且該類切削油通常僅適用于多頭切片機(jī)，在多線切割機(jī)上使用時(shí)，切割能力低下，切割絲易斷絲，且切割效率低下，無法滿足對(duì)多線切割加工的穩(wěn)定性要求；而對(duì)于低粘度輕質(zhì)油性切削潤(rùn)滑油+SiC，目前80%的多線切割機(jī)在使用，雖然可以完成切割，但存在油煙大、氣味刺鼻、油泥硫化物多、易打明火的問題，同樣有火災(zāi)隱患，且噪音、煙霧、排放等環(huán)境環(huán)境污染問題無法有效控制，并且也存在切割能力比較低下、無法滿足穩(wěn)定的多線切割加工的更高層面要求?？梢?，現(xiàn)有的切削油無法滿足高速發(fā)展的特種陶瓷、光伏產(chǎn)業(yè)、藍(lán)寶石等行業(yè)對(duì)切割加工的“高效、環(huán)保、低成本”的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金剛石切割線專用切削液及其制備方法，該切削液節(jié)能、環(huán)保，適用于磁性材料、藍(lán)寶石、晶體硅、特種陶瓷等硬脆難加工的新型復(fù)合材料的金剛石切割線加工，可有效減小加工過程中工件與切割線間的接觸壓力，從而減少切割線的斷絲現(xiàn)象，提高切割線的使用壽命和加工效率，且加工后的工件表面光潔度好，并且，在工件切割加工過程中，無火災(zāi)、噪音、煙霧及環(huán)境污染問題，氣味溫和、不刺激，安全、環(huán)保、可靠，可為工人提供良好的工作環(huán)境，保護(hù)工人健康。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種金剛石切割線專用切削液，其重量百分比組成為：羧酸胺10～40%，水溶性潤(rùn)滑劑5～35%，三乙醇胺5～20%，一乙醇胺1～3%，沉降劑0.1～4%，苯并三氮唑0.01～0.1%，殺菌劑0.5～4%，消泡劑0.01～0.5%，余量為水；所述的水溶性潤(rùn)滑劑由聚醚、聚醚酯、聚氧乙烯烷基醚和聚氧乙烯烷基醚磷酸酯以1:1:1:1的重量比配制而成。

作為優(yōu)選，所述的沉降劑為陽離子季銨鹽類沉降劑。

作為優(yōu)選，所述的殺菌劑為三嗪類、嗎啉類和異噻唑啉酮類殺菌劑中的一種或幾種的混合物。

作為優(yōu)選，所述的消泡劑為水溶性非硅消泡劑。

上述金剛石切割線專用切削液的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照配比準(zhǔn)確稱取制備切削液所需各原料；

（2）將羧酸胺和水溶性潤(rùn)滑劑投入調(diào)和釜中，在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，然后投入沉降劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，再投入三乙醇胺、一乙醇胺、殺菌劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（3）將苯并三氮唑與水混合，充分?jǐn)嚢枋贡讲⑷蛲耆芙猓玫交旌衔?，并將該混合物投入所述的調(diào)和釜中，之后在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（4）常溫下向調(diào)和釜內(nèi)投入消泡劑，常溫下充分?jǐn)嚢?0 min，即制備得到金剛石切割線專用切削液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明公開的金剛石切割線專用切削液是一種水溶性的切削液，防銹性好，同時(shí)具有較好的潤(rùn)滑性、冷卻性、沉降性、消泡性和清洗性，其水質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，持久低泡，可循環(huán)使用，且稀釋使用時(shí)，可采用常規(guī)軟水或硬水稀釋；

2、經(jīng)檢測(cè)，在2%和5%濃度的稀釋液的防銹性試驗(yàn)中，一級(jí)灰口鑄鐵片均無銹蝕現(xiàn)象；5%的稀釋液的pH值約為9，消泡時(shí)間為8～12 s，沉降性試驗(yàn)中石墨粉的完全沉降時(shí)間為9～12 min；

3、區(qū)別于傳統(tǒng)的油類切削液，本發(fā)明公開的專用切削液節(jié)能、環(huán)保，適用于磁性材料、藍(lán)寶石、晶體硅、特種陶瓷等硬脆難加工的新型復(fù)合材料的金剛石切割線加工，可有效減小加工過程中工件與切割線間的接觸壓力，從而減少切割線的斷絲現(xiàn)象，提高切割線的使用壽命和加工效率，且加工后的工件表面光潔度好，并且，在工件切割加工過程中，無火災(zāi)、噪音、煙霧及環(huán)境污染問題，氣味溫和、不刺激，安全、環(huán)保、可靠，可為工人提供良好的工作環(huán)境，保護(hù)工人健康；

4、本發(fā)明公開的金剛石切割線專用切削液的制備方法簡(jiǎn)單，易操作，成本低，其制備在常溫下即可完成。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1的金剛石切割線專用切削液，其重量百分比組成為：羧酸胺16%，水溶性潤(rùn)滑劑10%，三乙醇胺18%，一乙醇胺2%，沉降劑0.5%，苯并三氮唑0.02%，殺菌劑2%，消泡劑0.04%，余量為水；水溶性潤(rùn)滑劑由聚醚、聚醚酯、聚氧乙烯烷基醚和聚氧乙烯烷基醚磷酸酯以1:1:1:1的重量比配制而成；該金剛石切割線專用切削液的制備方法包括以下步驟：

（1）按照配比準(zhǔn)確稱取制備切削液所需各原料；

（2）將羧酸胺和水溶性潤(rùn)滑劑投入調(diào)和釜中，在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，然后投入沉降劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，再投入三乙醇胺、一乙醇胺、殺菌劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（3）將苯并三氮唑與水混合，充分?jǐn)嚢枋贡讲⑷蛲耆芙?，得到混合物，并將該混合物投入所述的調(diào)和釜中，之后在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（4）常溫下向調(diào)和釜內(nèi)投入消泡劑，常溫下充分?jǐn)嚢?0 min，即制備得到實(shí)施例1的金剛石切割線專用切削液。其5%的稀釋液的外觀為無色液體，經(jīng)檢測(cè)，該稀釋液的pH值為9.0，折光系數(shù)為1.8。

實(shí)施例2的金剛石切割線專用切削液，其重量百分比組成為：羧酸胺20%，水溶性潤(rùn)滑劑12%，三乙醇胺15%，一乙醇胺3%，沉降劑1%，苯并三氮唑0.01%，殺菌劑3%，消泡劑0.15%，余量為水；水溶性潤(rùn)滑劑由聚醚、聚醚酯、聚氧乙烯烷基醚和聚氧乙烯烷基醚磷酸酯以1:1:1:1的重量比配制而成；該金剛石切割線專用切削液的制備方法包括以下步驟：

（1）按照配比準(zhǔn)確稱取制備切削液所需各原料；

（2）將羧酸胺和水溶性潤(rùn)滑劑投入調(diào)和釜中，在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，然后投入沉降劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，再投入三乙醇胺、一乙醇胺、殺菌劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（3）將苯并三氮唑與水混合，充分?jǐn)嚢枋贡讲⑷蛲耆芙?，得到混合物，并將該混合物投入所述的調(diào)和釜中，之后在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（4）常溫下向調(diào)和釜內(nèi)投入消泡劑，常溫下充分?jǐn)嚢?0 min，即制備得到實(shí)施例2的金剛石切割線專用切削液。其5%的稀釋液的外觀為無色液體，經(jīng)檢測(cè)，該稀釋液的pH值為9.2，折光系數(shù)為2.0。

實(shí)施例3的金剛石切割線專用切削液，其重量百分比組成為：羧酸胺12%，水溶性潤(rùn)滑劑20%，三乙醇胺12%，一乙醇胺1%，沉降劑3%，苯并三氮唑0.06%，殺菌劑1%，消泡劑0.4%，余量為水；水溶性潤(rùn)滑劑由聚醚、聚醚酯、聚氧乙烯烷基醚和聚氧乙烯烷基醚磷酸酯以1:1:1:1的重量比配制而成；該金剛石切割線專用切削液的制備方法包括以下步驟：

（1）按照配比準(zhǔn)確稱取制備切削液所需各原料；

（2）將羧酸胺和水溶性潤(rùn)滑劑投入調(diào)和釜中，在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，然后投入沉降劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?5 min，再投入三乙醇胺、一乙醇胺、殺菌劑并在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（3）將苯并三氮唑與水混合，充分?jǐn)嚢枋贡讲⑷蛲耆芙?，得到混合物，并將該混合物投入所述的調(diào)和釜中，之后在常溫下充分?jǐn)嚢?0 min；

（4）常溫下向調(diào)和釜內(nèi)投入消泡劑，常溫下充分?jǐn)嚢?0 min，即制備得到實(shí)施例3的金剛石切割線專用切削液。其5%的稀釋液的外觀為無色液體，經(jīng)檢測(cè)，該稀釋液的pH值為9.0，折光系數(shù)為1.8。

以上具體實(shí)施例中，沉降劑可以選用陽離子季銨鹽類沉降劑，殺菌劑可以選用三嗪類、嗎啉類和異噻唑啉酮類殺菌劑中的一種或幾種的混合物，消泡劑可以選用水溶性非硅消泡劑。

對(duì)于實(shí)施例1～實(shí)施例3的金剛石切割線專用切削液，均進(jìn)行消泡性試驗(yàn)、沉降性試驗(yàn)和防銹性試驗(yàn)，具體試驗(yàn)過程如下：

1、消泡性試驗(yàn)

對(duì)于實(shí)施例1～實(shí)施例3，各取一定量的專用切削液原液，加蒸餾水稀釋，配置為5%濃度的稀釋液并倒入具塞量筒中，塞緊具塞量筒的塞子，搖晃，觀察稀釋液的消泡情況并記錄消泡時(shí)間，試驗(yàn)得到：實(shí)施例1的專用切削液的稀釋液的消泡時(shí)間為8s；實(shí)施例2的專用切削液的稀釋液的消泡時(shí)間為11 s；實(shí)施例3的專用切削液的稀釋液的消泡時(shí)間為9 s。

2、沉降性試驗(yàn)

在裝有5%濃度的稀釋液的3個(gè)具塞量筒中，分別加入等量的石墨粉，搖晃，觀察石墨粉的沉降情況并記錄沉降時(shí)間，試驗(yàn)得到：實(shí)施例1的專用切削液的稀釋液中石墨粉完全沉降時(shí)間為11 min；實(shí)施例2的專用切削液的稀釋液中石墨粉完全沉降時(shí)間為10 min；實(shí)施例3的專用切削液的稀釋液中石墨粉完全沉降時(shí)間為12 min。

3、防銹性試驗(yàn)

參照GB/T 6144-2010《合成切削液》的5.6節(jié)“腐蝕性試驗(yàn)”進(jìn)行一級(jí)灰口鑄鐵防銹性試驗(yàn)，分別對(duì)3個(gè)實(shí)施例的專用切削液原液進(jìn)行稀釋，每個(gè)實(shí)施例的稀釋液中原液的含量為2%和5%兩種。35±2℃/24h單片試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，一級(jí)灰口鑄鐵片均無銹蝕現(xiàn)象，表面光澤如新，達(dá)到A級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于實(shí)施例1的專用切削液，具體在唐山晶玉科技有限公司的DX2240R、YBDX160S機(jī)型的金剛線多線切割機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，加工對(duì)象為釹鐵硼，工件尺寸為220*360*150mm，切割為橫9塊、縱7塊，總共63塊，同時(shí)切割；金剛線直徑為0.15mm、0.20mm，切割速度為600mm/hour；鋼絲運(yùn)行速度為1200m/min；工作臺(tái)行程為180mm；供線輪儲(chǔ)線量為30km；冷卻液水槽容積為100L；專用切削液工作時(shí)間：持續(xù)工作60小時(shí)后換液。釹鐵硼加工完成后，發(fā)現(xiàn)：利用實(shí)施例1的專用切削液進(jìn)行多線切割，加工效率滿足金剛線多線切割機(jī)的設(shè)計(jì)要求；加工工件的表面光潔度好，達(dá)到預(yù)設(shè)要求；冷卻液水槽平均溫度為40℃，冷卻性滿意；加工工件與切割絲間的接觸壓力較小，即“弓高”較低，說明切割能力滿意；釹鐵硼加工完成后72小時(shí)、120個(gè)小時(shí)觀察不生銹，防銹性滿意。此外，加工過程中氣味不刺激、溫和，環(huán)境友好，有利于工人健康；專用切削液可循環(huán)使用，無浪費(fèi)，加工3天后收集的沉淀粉料可回收利用。該專用切削液在金剛線多線切割機(jī)上的應(yīng)用試驗(yàn)總體效果滿意。