CN116948726A - 非氯体系剃齿加工工艺油组合物及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了非氯体系剃齿加工工艺油组合物，原料按质量组分包括：矿物基础油75％～85％、抗磨剂2％～10％、极压剂2％～10％、油性剂5％～10％、抗氧剂0.1％～0.5％、防锈剂0.4％～1％、腐蚀抑制剂0.1％～0.5％、抗泡剂20‑50ppm；在不使用氯化石蜡等氯剂前提下具有与氯化石蜡体系同等优异的润滑极压性能，解决了剔齿工艺油普遍采用氯化石蜡的实际问题，具有更好的润滑性和使用寿命，提高了剃齿件加工精度。
Description
技术领域
本发明属于金属加工工艺油技术领域，具体涉及非氯体系剃齿加工工艺油组合物，还涉及非氯体系剃齿加工工艺油组合物的制备方法及非氯体系剃齿加工工艺油组合物的应用。
背景技术
根据最新统计数据，我国汽车齿轮产量超过150万套(齿轮总产量300t)，按照一个齿轮剃齿加工过程中平均携带走5g～10g剃齿油计算，剃齿加工工艺油的年需求量为7000t以上。剃齿加工强度、苛刻度大，因此对加工油润滑极压性能要求非常高，否则难以满足高强度切削需求以及刀具保护需求。目前国内外剔齿加工工艺油普遍采用氯化石蜡这一具有良好润滑极压润滑性能的添加剂来满足工艺要求，加剂量都在10％(质量分数)以上，如德国福斯的MSN 121A、英国嘉实多的Castroloilcut 603等。虽然氯化石蜡具有良好的应用性能，但其无法降解以及高温下可能形成的“二噁英”等“世纪之毒”的环境危害性更是不可忽视。随着国际对氯化石蜡危害认识的提高和中国环保的不断严苛，氯化石蜡，尤其是短链(碳数一般为10～13)氯化石蜡已经被限量应用，限制应用量为≤1％(质量分数)；长链(碳数大于13) 氯化石蜡虽然未被限制，但对环境的危害依然存在，必将退出此类工艺油的配方体系。
中国专利公开号为CN105802711A名称为一种金属加工剃齿工艺专用油专利中公开了，采用25#变压器油、菜籽油和二壬基萘碱性磺酸钡、中长链氯化石蜡s52、高活性硫、合成油、甲基硅油制备而成。上述工艺产品含氯化石蜡与欧盟禁止的含钡添加剂，氯化石蜡在剃齿加工中摩擦热高温产生的有毒物质无论对于环境还是人身健康都存在着严重威胁。此为查阅到的唯一关于剔齿工艺用油的主要内容。
剔齿加工是齿轮滚齿、插齿和剔齿三种加工中要求最苛刻的一种加工工艺，在不应用氯化石蜡的条件下并不容易实现。
发明内容
本发明的目的是提供非氯体系剃齿加工工艺油组合物，解决了剔齿工艺油普遍采用氯化石蜡的实际问题，具有更好的润滑性和使用寿命，提高了剃齿加工质量。
本发明的第二个目的是提供非氯体系剃齿加工工艺油组合物的制备方法。
本发明的第三个目的是提供非氯体系剃齿加工工艺油组合物的应用。
本发明所采用的技术方案是，非氯体系剃齿加工工艺油组合物，原料按质量组分包括：矿物基础油75％～85％、抗磨剂2％～10％、极压剂2％～10％、油性剂5％～10％、抗氧剂0.1％～0.5％、防锈剂0.4％～1％、腐蚀抑制剂 0.1％～0.5％、抗泡剂20-50ppm。
本发明的特点还在于：
矿物基础油为YUBASE6、HVIH2、MVI150、MVI300和MVI500中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
抗磨剂为T104、T106和T106D中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
极压剂为硫磷酸含氮衍生物、烷基硫磷酸钼和硫化猪油中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
抗氧剂为T501、L57，或L115中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
防锈剂为T746、环烷酸锌中的一种或两种以任意比混合得到的混合物。
腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物和三氮唑衍生物中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
抗泡剂为有机硅消泡剂、烷基硅油和聚醚硅油中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
本发明所采用的第二个技术方案是，非氯体系剃齿加工工艺油组合物的制备方法，使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分，具体按照以下步骤实施：在搅拌釜中加入预计量的矿物基础油、抗磨剂、极压剂、油性剂、抗氧剂、防锈剂、腐蚀抑制剂，开启搅拌并对搅拌釜中物料进行加热至60～70℃，加入预计量的抗泡剂，停止加热。持续搅拌至液体均一透亮，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
本发明所采用的第三个技术方案是，非氯体系剃齿加工工艺油组合物在剃齿加工工艺的应用。
本发明有益效果是：
本发明非氯体系剃齿加工工艺油组合物，在不使用氯化石蜡等氯剂前提下具有与氯化石蜡体系同等优异的润滑极压性能，解决了剔齿工艺油普遍采用氯化石蜡的实际问题，具有更好的润滑性和使用寿命，提高了剃齿件加工精度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明非氯体系剃齿加工工艺油组合物，原料按质量组分包括：
矿物基础油75％～85％；如果其用量小于75％，则用量过低，会造成产品黏度不合理、清洗性能下降以及添加剂溶解不好导致油品出现浑浊甚至沉淀等问题；如果其用量大于85％，则用量过高，也会造成产品黏度不适合、润滑性能不足以及高低温工况时油品黏度变化过大等问题，且并无其他益处。
矿物基础油为YUBASE6、HVIH2、MVI150、MVI300和MVI500中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
抗磨剂2％～10％；如果其用量小于2％，则用量过低，会造成产品抗磨损能力不足致使齿轮质量受损；如果其用量大于10％，则用量过高，会造成产品成本提高且并无其他益处。
抗磨剂为T104、T106和T106D中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
极压剂2％～10％；如果其用量小于2％，则用量过低，会造成产品500℃以上的高温工况下润滑成膜反应不足；如果其用量大于10％，则用量过高，会造成工艺油外观变差，同时成本大幅提高且并无其他益处。
极压剂为硫磷酸含氮衍生物、烷基硫磷酸钼和硫化猪油中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
油性剂5％～10％；如果其用量小于5％，则用量过低，会造成产品吸附成膜能力下降；如果其用量大于10％，则用量过高，会造成机床不易清洗，同时大幅增加产品成本且并无其他益处。
油性剂为聚酯、季戊四醇酯、三羟甲基丙烷脂肪酸酯中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
抗氧剂0.1％～0.5％；如果其用量小于0.1％，则用量过低，会造成产品抗氧化不足而发生腐败；如果其用量大于0.3％，则用量过高，会造成产品成本提高且并无其他益处。
抗氧剂为T501、L57，或L115中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
防锈剂0.4％～1％；如果其用量小于0.4％，则用量过低，会造成产品防锈及分散性能不足；如果其用量大于1％，则用量过高，会造成产品成本大幅提高且并无其他益处。
防锈剂为T746、环烷酸锌中的一种或两种以任意比混合得到的混合物。
腐蚀抑制剂0.1％～0.5％；如果其用量小于0.1％，则用量过低，会造成加工工件腐蚀；如果其用量大于0.5％，则用量过高，会造成产品成本大幅提高且并无其他益处。
腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物和三氮唑衍生物中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
抗泡剂20-50ppm，如果其用量小于20ppm，则用量过低，会造成产品发泡而溢出液池；如果其用量大于50ppm，则用量过高，会造成成本上升且并无其他益处。
抗泡剂为有机硅消泡剂、烷基硅油和聚醚硅油中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
本发明非氯体系剃齿加工工艺油组合物的制备方法，使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分，具体按照以下步骤实施：在搅拌釜中加入预计量的矿物基础油、抗磨剂、极压剂、油性剂、抗氧剂、防锈剂、腐蚀抑制剂，开启搅拌并对搅拌釜中物料进行加热至60～70℃，加入预计量的抗泡剂，停止加热。持续搅拌至液体均一透亮，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物在剃齿加工工艺的应用，不含氯化石蜡等氯剂，具有优异的极压、润滑性能，对刀具提供保护同时提高齿轮件加工精度。
实施例1
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物，以工艺油组合物总质量为基准，按照下面百分比配制组合物：
YUBASE6质量百分比为75％
T104质量百分比为5.0％
硫磷酸含氮衍生物质量百分比为8.0％
聚酯质量百分比为4.5％
季戊四醇酯质量百分比为5.5％
抗氧剂T501质量百分比为0.5％
T746质量百分比为1.0％
苯并三氮唑衍生物0.5％
烷基硅油质量百分比为50ppm。
非氯体系剃齿加工工艺油组合物制备方法：使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分：在搅拌釜中依次加入基础油Yubase6、抗磨剂 T104、硫磷酸含氮衍生物、抗氧剂T501、聚酯、季戊四醇酯、防锈剂T746、苯并三氮唑衍生物，加热至60～70℃以促进添加剂的溶解；最后加入烷基硅油，停止加热，持续搅拌至液体均一透亮，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
实施例2
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物，以工艺油组合物总质量为基准，按照下面百分比配制组合物：
基础油HVIH2质量百分比为12％
基础油MVI150质量百分比为65％
抗磨剂T106质量百分比为4.0％
烷基硫磷酸钼质量百分比为10.0％
聚酯质量百分比为2.0％
三羟甲基丙烷脂肪酸酯质量百分比为6.0％
抗氧剂L57质量百分比为0.3％
环烷酸锌质量百分比为0.4％
苯并三氮唑质量百分比为0.3％
聚醚硅油质量百分比为20ppm。
非氯体系剃齿加工工艺油组合物制备方法：使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分，在搅拌釜中加入基础油HVIH2、MVI150、抗磨剂T106、烷基硫磷酸钼、聚酯、三羟甲基丙烷脂肪酸酯、抗氧剂L57、环烷酸锌、苯并三氮唑，加热至60～70℃以促进添加剂的溶解；最后加入聚醚硅油，停止加热，持续搅拌至液体均一透亮，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
实施例3
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物，以工艺油组合物总质量为基准，按照下面百分比配制组合物：
基础油MVI300质量百分比为78％
抗磨剂T106D质量百分比为8.0％
烷基硫磷酸钼质量百分比为3.0％
硫化猪油质量百分比为2.0％
聚酯质量百分比为7.0％
抗氧剂L115质量百分比为0.5％
环烷酸锌质量百分比为0.3％
T746质量百分比为0.5％
苯并三氮唑质量百分比为0.2％
有机硅消泡剂质量百分比为40ppm
非氯体系剃齿加工工艺油组合物制备方法：使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分：在搅拌釜中矿物基础油MVI300、抗磨剂T106D、烷基硫磷酸钼、硫化猪油、聚酯、抗氧剂L115、环烷酸锌、T746、苯并三氮唑，加热至60～70℃以促进添加剂的溶解；最后加入有机硅消泡剂搅拌，停止加热，搅拌均匀，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
实施例4
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物，以工艺油组合物总质量为基准，按照下面百分比配制组合物：
基础油MVI300质量百分比为50％
基础油MVI150质量百分比为30.5％
抗磨剂T104质量百分比为5.0％
抗磨剂T106质量百分比为5.0％
烷基硫磷酸钼质量百分比为1.0％
硫磷酸含氮衍生物质量百分比为1.0％
聚酯质量百分比为3.0％
季戊四醇酯质量百分比为4.0％
抗氧剂L115质量百分比为0.2％
抗氧剂T501质量百分比为0.2％
环烷酸锌质量百分比为0.5％
三氮唑衍生物质量百分比为0.1％
烷基硅油质量百分比为35ppm
非氯体系剃齿加工工艺油组合物制备方法：使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分，在搅拌釜中加入基础油MVI300、MVI150、抗磨剂T104、T106、烷基硫磷酸钼、硫磷酸含氮衍生物、聚酯、季戊四醇酯、 L115、T501、环烷酸锌、抗腐防锈剂三氮唑衍生物，加热至60～70℃以促进添加剂的溶解；最后加入烷基硅油搅拌，停止加热，搅拌液体透亮，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
实施例5
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物，以工艺油组合物总质量为基准，按照下面百分比配制组合物：
矿物基础油MVI300质量百分比为60％
矿物基础油MVI500质量百分比为23％
抗磨剂T106D质量百分比为3.0％
抗磨剂T104质量百分比为4.0％
硫化猪油质量百分比为1.0％
硫磷酸含氮衍生物质量百分比为2.0％
三羟甲基丙烷脂肪酸酯质量百分比为6.0％
抗氧剂L57质量百分比为0.1％
T746质量百分比为0.2％
环烷酸锌质量百分比为0.5％
苯并三氮唑质量百分比为0.2％
聚醚硅油质量百分比为35ppm
非氯体系剃齿加工工艺油组合物制备方法：使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分：在搅拌釜中加入矿物基础油MVI300、矿物基础油MVI500、抗磨剂T106D、抗磨剂T104、硫化猪油、硫磷酸含氮衍生物、三羟甲基丙烷脂肪酸酯、抗氧剂L57、T746、环烷酸锌以及苯并三氮唑，加热至60℃以促进添加剂的溶解；最后加入聚醚硅油抗泡剂搅拌，停止加热，搅拌均匀，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
实施例6
本发明氯体系剃齿加工工艺油组合物，以工艺油组合物总质量为基准，按照下面百分比配制组合物：
矿物基础油MVI500质量百分比为85％
抗磨剂T106D质量百分比为1％
抗磨剂T106质量百分比为1.0％
硫化猪油质量百分比为7.0％
聚酯质量百分比为4.0％
三羟甲基丙烷脂肪酸酯质量百分比为1.0％
抗氧剂L115质量百分比为0.2％
环烷酸锌质量百分比为0.4％
苯并三氮唑质量百分比为0.2％
三氮唑衍生物质量百分比为0.2％
烷基硅油质量百分比为10ppm
聚醚硅油质量百分比为20ppm
非氯体系剃齿加工工艺油组合物制备方法：使用非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量组分：在搅拌釜中加入矿物基础油MVI500、抗磨剂 T106D、抗磨剂T106、硫化猪油、聚酯、三羟甲基丙烷脂肪酸酯、抗氧剂 L115、环烷酸锌、苯并三氮唑、三氮唑衍生物，加热至60～70℃以促进添加剂的溶解；最后加入烷基硅油和聚醚硅油抗泡剂搅拌，停止加热，搅拌均匀，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
对比例
发明人购买市场现售某典型进口剃齿加工油产品用于剃齿加工工艺，和本发明非氯体系剃齿加工工艺油组合物用于剃齿加工工艺，并进行相关理化性能测试，结果见表1。市场现售某典型进口剃齿加工油的主要成分为：基础油、氯化石蜡、合成酯、硫化烯烃及少量其他添加剂。
表1
由表1测试数据可以看出，本发明提供的非氯体系剃齿加工工艺油的润滑极压性能在不添加氯化石蜡的前提下完全达到了含氯剂配方产品的水平，其他理化指标均处于同一水平。后续在某齿轮厂进行的使用试验也充分证明本发明产品满足齿轮剃齿加工工艺要求。
通过上述方式，本发明公开了非氯体系剃齿加工工艺油组合物，该产品其特征是按以下重量百分比的各组分：基础油75％～85％、抗磨剂2％～10％、极压剂2％～10％、油性剂5％～10％、抗氧剂0.1％～0.5％、防锈剂0.4％～1％、腐蚀抑制剂0.1％～0.5％及抗泡剂20-50ppm。将上述原材料按照一定顺序和比例加入调合后，即可获得所述非氯体系剃齿加工工艺油。相比现有技术的工艺油品，该发明产品不含氯化石蜡以及其他氯剂，满足国家标准 GB/T32812-2016《金属加工液有害物质的限量要求和测定方法》的要求，同时产品润滑、极压抗磨、清洗、防锈性能优异，性价比高，原材料易得，生产工艺简单易行。
Claims (10)
1.非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，按质量组分包括：矿物基础油75％～85％、抗磨剂2％～10％、极压剂2％～10％、油性剂5％～10％、抗氧剂0.1％～0.5％、防锈剂0.4％～1％、腐蚀抑制剂0.1％～0.5％、抗泡剂20-50ppm。
2.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述矿物基础油为YUBASE6、HVIH2、MVI150、MVI300和MVI500中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
3.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述抗磨剂为T104、T106和T106D中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
4.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述极压剂为硫磷酸含氮衍生物、烷基硫磷酸钼和硫化猪油中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
5.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述抗氧剂为T501、L57，或L115中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
6.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述防锈剂为T746、环烷酸锌中的一种或两种以任意比混合得到的混合物。
7.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物和三氮唑衍生物中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
8.根据权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物，其特征在于，所述抗泡剂为有机硅消泡剂、烷基硅油和聚醚硅油中的一种或几种以任意比混合得到的混合物。
9.非氯体系剃齿加工工艺油组合物的制备方法，使用权利要求1所述非氯体系剃齿加工工艺油组合物中原料及质量百分比，其特征在于，具体按照以下步骤实施：在搅拌釜中加入预计量的矿物基础油、抗磨剂、极压剂、油性剂、抗氧剂、防锈剂、腐蚀抑制剂，开启搅拌并对搅拌釜中物料进行加热至60～70℃，加入预计量的抗泡剂，停止加热。持续搅拌至液体均一透亮，冷却至室温，得到非氯体系剃齿加工工艺油组合物。
10.权利要求1～7任一项所述的非氯体系剃齿加工工艺油组合物在剃齿加工工艺的应用。
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