合成型铝合金切削液研制和应用.docVIP

合成型铝合金切削液研制和应用 　　（中国石化润滑油公司上海研发中心，上海 200080）?? 　　 　　摘要：介绍了目前汽车行业零部件加工用合成型铝合金切削液的使用情况，重点阐述了研制水溶性合成型铝合金切削液的过程，包括采用自有技术复配复合添加剂过程及多种其他功能添加剂的筛选平衡，在试验方法上新采用了钢-铝摩擦副润滑评价试验及铝合金材料腐蚀挂片试验等，并将检测结果和常规试验进行了分析对比。最后介绍了研制产品在铝合金零部件加工工艺中的应用试验结果，应用显示，研制产品的润滑性、防腐性均符合汽车行业铝合金零部件加工过程中对合成型切削液的要求。?? 　　关键词：切削液；水溶性；铝合金 　　? 　　中图分类号：TE626.39 文献标识码：A?? 　　 　　0 前言? 　　 　　汽车轻量化有利于节能和环境保护，是世界汽车工业不断追求的目标，同时铝合金材料由于回收率高，可明显降低汽车综合制造成本，已成为部分替代钢的最主要原料。日本的单车平均用铝量2004年已达到270 kg，我国2005年的单车平均用铝量目标是125 kg。铝合金材料应用已从原先的发动机活塞、缸盖等，逐步扩展到铝合金变速箱壳体、轮毂等大型零件。? 　　目前，国内汽车行业大型零部件制造厂所用的铝合金切削液，基本为洋品牌所垄断。在产品组成类型方面，乳化型、微乳型和合成型并存，虽以微乳型居多，但由于合成型切削液具有使用寿命长、冷却性及清洗性更佳的优势，国外大公司也都开发了专用于铝合金的合成型切削液；同时，用户对合成型铝合金切削液的认识和需求也在逐步增大，如某摩托车有限公司在其车用零件加工用切削液（主要为铝件）招标书中，已明确指定加工液类型为合成型。? 　　国内现有的合成型铝合金切削液与国外同类产品相比存在较大差距，主要问题是用户反映其润滑性能不足，此外还存在对铝件防腐性及消泡性欠佳、有刺激性气味及对皮肤有刺激等问题，难以在市场上得到全面应用与推广；而国外大石油公司专用于铝合金加工的合成型切削液，价格昂贵。结合市场需求，有必要及时开发国产合成型铝合金专用切削液，克服传统合成型产品润滑性不足、对???件防腐性欠佳等弱势，提高国产品的优势。? 　　 　　1 试验方法? 　　 　　1.1 合成切削液常规试验? 　　按照国家标准GB/T 6144《合成切削液》进行。防腐试验还兼顾了现场用户最多采用的浸泡/挂片法。? 　　1.2 润滑性评价? 　　切削液的最大无卡咬负荷（?PB）和磨斑直径（?WSD?）2项指标均按照GB/T 3142，用四球试验机进行。研制过程中还自建了钢－铝摩擦副试验。试验前先将厚度为0.3 mm的大张纯铝片剪裁为直径约3 cm的圆形铝垫片，在垫片中央开凿出3条呈120度角的槽。试验时将经清洗的铝垫片垫在四球机的下三球上，规定好试验负荷和试验时间，按四球机步骤操作试验，操作完成后，观察并记录垫片上的磨斑直径。? 　　 　　2 结果与讨论? 　　 　　2.1 润滑添加剂的筛选和制备? 　　用作汽车构件的铝合金材料，属于硬铝合金，对产品的润滑性有较高的要求。切削液产品的润滑性主要由润滑添加剂提供，所以选用合适的润滑剂至关重要。? 　　2.1.1 常用水溶性润滑添加剂? 　　润滑油液中的润滑添加剂主要有油性剂和极压剂，含有极性基团或非极性长碳链脂肪烃基的油性剂，如ROOH，在低负荷下能在摩擦表面形成物理吸附膜，保护新生金属面；在高温高负荷下，油性剂的吸附膜脱附或破裂，须藉含有S、P、Cl、N、B等反应 　　 　　 （注：作者简介：李谨（1969-），女，高级工程师，1991年毕业于华东理工大学石油加工专业，长期从事金属加工油液的产品研制和技术服务，公开发表论文数篇。）? 　　 　　性基团的极压剂，在摩擦面上生成耐磨损的金属化合物，保护刀具，提高加工面质量。? 　　目前，国产的性能优良的水溶性润滑添加剂不多。产品研究过程中，先后选用和试验了多种进口水溶性润滑添加剂，如含硫磷的润滑剂385、粉末状含硫极压剂390、英国1095、日本含硫剂550、美国的水溶性磷酸酯830等。? 　　试验时将润滑剂按一定比例分别加入常规切削液中，首先考察加入后样品在室温下的储存稳定性（包括浓缩液和稀释液），对储存后不分层、无沉淀的合格样品，再用四球机分别测试样品的最大无卡咬负荷?PB和磨斑直径?WSD?。见表1。?? 　　表1 部分进口润滑剂的性能测试 　　 　　由表1反映，个别进口润滑剂在产品中的稳定性不佳；同时在本身没有润滑性的常规切削液中添加4%润滑剂后，润滑性能并无非常明显改善。考虑到研制产品的经济性，决定自已复合水溶性润滑剂。? 　　2.1.2 复合润滑添加剂的制备? 　　传统的油性剂和极压剂虽然润滑能力强，但大多