论文题目：乳化切削液的制备与性能研究
摘要：切削液是金属加工过程中重要的配套材料,对金属切削加工过程具有非常重要的意义。水基切削液中,乳化切削液由于具有良好的冷却性、润滑性及一定的清洗性、防锈性,是目前我国机械加工行业中使用最广泛的一种金属加工液。本研究旨在制备一种成本低廉,具有优良的防锈、冷却、润滑和清洗性能的乳化切削液,以满足日益增长的切削液市场需求。本文通过癸二酸与三乙醇胺的直接反应制备出一种性能优良的水性防锈添加剂。并以产物收率为评价标准,通过正交试验对反应条件进行进一步优化。通过傅立叶变换红外光谱仪鉴定其结构;通过单片防锈性试验和电化学塔菲尔测试试验探究其在半合成切削液中的防锈能力。试验结果表明:酸胺反应中癸二酸与三乙醇胺质量比为1/2.5,反应温度为90℃,反应时间为50 min;癸二酸铵盐型防锈剂的加入能明显提升乳化切削液的防锈能力,其质量分数在3.45%左右时切削液具有最佳防锈能力。本文在实验室原有基础上,以初步处理后的澄清废机油为基础油,以自制癸二酸铵盐型防锈剂,并配以乳化剂、极压添加剂、pH稳定剂、油性剂等添加剂,制备出一种价格低廉、综合性能良好乳化切削液。通过正交试验确定乳化切削液配方中重要添加剂的用量,并通过单因素实验对正交实验结果进一步优化,确定添加剂的最佳配比用量。通过塔菲尔极化曲线测试,确定自制乳化切削液使用的最佳稀释倍数。结合SHT 0356-1992乳化油行业标准和GB/T 6144-2010切削液国家标准中的测试方法对自制乳化切削液的各项性能进行测试和评价。并将自制乳化切削液与部分市售切削液在缓蚀性、润滑性、极压抗磨性以及成本经济性上进行对比。试验结果显示,乳化切削液配方中主要添加剂的最佳用量分别是:防锈剂A为1.84%,癸二酸铵盐型防锈剂为3.45%,石油磺酸钠为4.6%,pH稳定剂为8%,极压添加剂为1.72%,油性剂为1.84%;自制乳化切削液使用的最佳稀释倍数为20倍;自制乳化切削液的各项性能制备均符合产品的相关标准;与部分市售切削液相比,自制乳化切削液具有更优良的缓蚀性、润滑性和极压抗磨性,以及更低廉的成本,具有很好的环境效益和市场应用前景。
关键词：乳化切削液;防锈剂;性能对比;塔菲尔测试
学科专业：应用化学
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 课题背景
1.2 切削液的发展过程
1.3 切削液的作用
1.3.1 冷却作用
1.3.2 防锈作用
1.3.3 润滑作用
1.3.4 清洗作用
1.4 切削液的分类
1.4.1 油基切削液
1.4.2 水基切削液
1.5 乳化切削液
1.5.1 乳化切削液的特点
1.5.2 乳化切削液的添加剂
1.5.3 乳化切削液的发展进展
1.6 乳化切削液的发展趋势
1.7 废机油
1.8 课题研究内容及意义
1.8.1 本课题的研究内容
1.8.2 本课题的研究意义
2 材料与方法
2.1 试验试剂与仪器
2.1.1 试验试剂
2.1.2 试验仪器
2.2 防锈剂的制备及表征
2.2.1 反应原理和制备方法
2.2.2 反应条件的探究及选取
2.2.3 反应产物的提纯及表征
2.3 防锈剂防锈性能的探究
2.3.1 防锈剂的单片防锈试验
2.4 电化学测试
2.4.1 塔菲尔(Tafel)极化曲线测试
2.5 乳化切削液配方设计
2.5.1 实验流程和步骤
2.5.2 乳化切削液配方优化
2.6 乳化切削液的性能测试实验
2.6.1 乳化切削液的外观测试
2.6.2 乳化切削液的储存安定性测试
2.6.3 乳化切削液的pH值的测定(pH试纸)
2.6.4 乳化切削液的消泡性试验
2.6.5 乳化切削液的腐蚀性试验
2.6.6 乳化切削液的防锈性试验
2.6.7 稀释液安定性
2.6.8 食盐允许量
2.6.9 硬水适应性
2.6.10 乳化切削液的摩擦学性能测试
2.7 乳化切削液的最佳使用浓度试验
3 结果与讨论
3.1 癸二酸铵盐型防锈剂的合成与防锈性能研究
3.1.1 酸胺投料比的初步确定结果
3.1.2 防锈剂制备条件的选取结果
3.1.3 产物提纯及表征结果
3.2 防锈剂防锈性能测试结果
3.2.1 单片防锈试验测试结果
3.3 塔菲尔极化曲线测定
3.4 乳化切削液配方设计
3.4.1 乳化切削液配方的确定
3.4.2 正交试验
3.4.3 单因素试验
3.5 乳化切削液的性能评价
3.5.1 乳化切削液的外观及稀释液安定性评定
3.5.2 乳化切削液的储存安定性评定
3.5.3 pH值测定
3.5.4 消泡性评定
3.5.5 腐蚀性试验结果
3.5.6 防锈性试验结果
3.5.7 食盐允许量评定
3.5.8 硬水适应性评定
3.5.9 摩擦学实验测试结果
3.5.10 综合性能评价汇总表
3.6 乳化切削液的最佳使用浓度
3.7 与市售切削液进行对比
3.7.1 腐蚀性试验对比结果
3.7.2 极压性能对比测试结果
3.7.3 润滑性能对比测试结果
3.8 成本经济比较
4 结论
4.1 全文总结
4.2 论文创的新点
4.3 论文的不足之处
5 展望
6 参考文献
8 致谢