半合成极压切削液制备的关键是:乳化剂的合理选配,解决浓缩液、稀释液的稳定性以及极压剂、防锈剂、防霉剂的合理配伍,使其具有良好的极压润滑、防锈、防霉性能。
(1)乳化剂的选择
配制极压微乳切削液时,乳化剂的选择尤为重要。目前应用较多的方法有:1)选择乳化剂的HLB(hydrophile and lipophile balance亲水亲油平衡)值法;2)选择乳化剂的PTlr(Phase—inversion temperatuIe转相温度)法。我们主要选择HLB值法,在具体调配试验时,参照PIT法。
总之,如何制备性能优良的极压微乳液,乳化剂的选择是关键。最可靠的方法是实验室筛选,但太费时费事。所以不管乳化何种油或添加剂,都先找出被乳化物质的HLB值并确定相应乳化剂(对)。并参考上述原理,反复试验,最后确定所要选择的乳化剂。
一个好的极压润滑剂,应该只在极压抗磨范围内才能与金属表面反应,而在较低温度下是足够稳定的。目前认为硼酸盐极压作用主要是靠其沉积在金属摩擦副之间,形成一个比基体金属和S—P型极压薄膜都软的良好的弹性薄膜。在高温和低粘度基础油中,这种极压薄膜的形成更为迅速。
19世纪80年代,美国科学家就已首先进行了切削液的评价工作。 F·W·Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高30%~40%的现象和机理。针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢,切削液的主要作用是冷却,故提出“冷却剂”一词。从那时起,人们把切削液称为冷却润滑液。
随着人们对切削液认识水平的不断提高以及实践经验的不断丰富,发现在切削区域中注入油剂能获得良好的加工表面。最早,人们采用动植物油来作为切削液,但动植物油易变质,使用周期短。20世纪初,人们开始从原油中提炼润滑油,并发明了各种性能优异的润滑添加剂。在第一次世界大战之后,开始研究和使用矿物油和动植物油合成的复合油。1924年,含硫、氯的切削油获得专利并应用于重切削、拉削、螺纹和齿轮加工。