在切削液具有較好的潤滑、防銹、冷卻和清洗性能要求的條件下,自制和選用低毒、低污染的添加劑來制備環(huán)保型切削液。環(huán)保型生物降解添加劑(無毒型添加劑)是本課題重點(diǎn)研究與應(yīng)用的方向,并選用具有一劑多用功能的添加劑的,減少添加劑的使用種類。例如:有機(jī)硼酸酯類、鉬酸鹽等添加劑,進(jìn)一步減少切削液對環(huán)境和人體健康的危害。 本課題根據(jù)切削工藝對切削液性能的要求,選擇合適的添加劑。首先,合成和選擇綠色添加劑的主要添加劑的合成和選用:葵二酸三(合成)、十二烯基丁二酸、油酸三(合成)、硼酸酯,鉬酸鈉;其他選用添加劑:吐溫-80、碳酸鈉、硼砂、、苯甲酸鈉、BTA、無機(jī)消泡劑等。 因?yàn)楝F(xiàn)在多數(shù)研究者用正交法或其他科學(xué)方法,選擇一種切削液性能指標(biāo)為基礎(chǔ)研制切削液,只能在切削液滿足單一方面性能達(dá)到的基礎(chǔ)上,得到切削液的配方,很難滿足切削液的其他性能的要求。冷硬鑄鐵常被用來制作各種軋輥，結(jié)構(gòu)尺寸大，加工余量也大，車削時要采用較大的切削深度和進(jìn)給量，對刀具的強(qiáng)度和工藝系統(tǒng)剛性要求較高。選擇各種添加劑的基礎(chǔ)上,根據(jù)切削工藝的要求和國家標(biāo)準(zhǔn),選擇主要的實(shí)驗(yàn)指標(biāo):外觀、存儲安定性、透明度、pH值、消泡性、表面張力、腐蝕性、潤滑性。按照正交法分成幾種配方方案,然后對各配方方案的性能進(jìn)行測試,并把模糊數(shù)學(xué)的一級數(shù)學(xué)模糊模型應(yīng)用到配方的優(yōu)化,后研制出綜合指標(biāo)的環(huán)保型水基切削液配方。

環(huán)保機(jī)床切削液，其由以下按重量份數(shù)計算的組分制成：氨基30?50份，丁酸乙酯3?6份，碳酸鉀2?5份，水溶性防銹劑4?6份，聚烷二醇10?15份，水80?150份，非離子表面活性劑5?7份，十二碳二元酸2?4份，十二烷基二芐基化銨1?5份。本發(fā)明提供的環(huán)保機(jī)床切削液不僅能在金屬表面上形成長久有效的保護(hù)膜，使得機(jī)床免受周圍介質(zhì)的影響如腐蝕受損，而且該切削液對環(huán)境、人體健康無害無毒，非常適用于鋼、不銹鋼等金屬的切削加工工作中。本發(fā)明環(huán)保型切削液配方中不含有污染環(huán)境的物質(zhì)，對環(huán)境污染小，綠色環(huán)保。

環(huán)保型金屬切削液及其制備方法，組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉15~30份，三偏磷酸鈉5~10份，聚乳酸6~15份，碳酸鹽1~6份，馬丙共聚物1~3份，植物油5~12份，水20~30份。所述淀粉為支鏈淀粉含量為80%~90%的植物淀粉。所述植物油為大豆油或者菜籽油。所述碳酸鹽為碳酸鈉或者碳酸鉀。所述淀粉為木薯淀粉或者馬鈴薯淀粉。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的切削液具有較好的性能，使用壽命長、環(huán)保，潤滑性、冷卻性能好。本發(fā)明提供的環(huán)保型金屬切削液，以生物可降解材料淀粉、聚乳酸和植物油為原料，加入聚乳酸和碳酸鹽，得到的產(chǎn)品具有良好的潤滑、冷卻、清洗、防銹作用，并且3個月的生物可降解性達(dá)100%，所用原料來源廣泛，成本低，制備方法簡單易操作，具備工業(yè)應(yīng)用前景。

下面讓環(huán)保切削液生產(chǎn)廠家?guī)Т蠹伊私庖幌虑邢饕簭S家是怎么結(jié)局環(huán)保問題的。

首先，如果我們減少化學(xué)品的添加量，會造成切削液的潤滑度不夠，刀具缺少潤滑，其加工性能就會逐漸下降，會影響刀具使用壽命減少；同時，因受到生物穩(wěn)定性或乳化液穩(wěn)定性的影響，槽箱的使用壽命也會減少。這些都會導(dǎo)致維護(hù)成本升高，進(jìn)一步使得生產(chǎn)成本提高。短期來看好像減少了切削液的使用量，但從長遠(yuǎn)來看，由于性能不足，可能后續(xù)要經(jīng)常清理系統(tǒng)從而產(chǎn)生更高的化學(xué)品及廢液處理成本。本發(fā)明提供的環(huán)保型金屬切削液，以生物可降解材料淀粉、聚乳酸和植物油為原料，加入聚乳酸和碳酸鹽，得到的產(chǎn)品具有良好的潤滑、冷卻、清洗、防銹作用，并且3個月的生物可降解性達(dá)100%，所用原料來源廣泛，成本低，制備方法簡單易操作，具備工業(yè)應(yīng)用前景。

其次，考慮采用較小的過濾系統(tǒng)，這看起來也許是一個理想的方案，但有許多因素需要進(jìn)一步考慮。首先是該過濾系統(tǒng)的設(shè)計問題，它必須能夠?yàn)榈毒咛峁┳銐蛄髁康那邢饕?，以達(dá)到大程度的冷卻和潤滑，并使其能夠進(jìn)行有效地去除金屬屑，使加工后的工件表面比較干凈，然后，將臟的冷卻液送回過濾器進(jìn)行有效的清潔過濾，以供循環(huán)使用。這種采用較小系統(tǒng)的概念，也許會使人認(rèn)為，由于初加入的化學(xué)品數(shù)量較少，其補(bǔ)充的速度也比較慢，因此不會對環(huán)保產(chǎn)生較大的影響。在金屬切削加工中，切削每次都在新生面上進(jìn)行，速度變化每分鐘數(shù)毫米至數(shù)百米，壓力高達(dá)2——3GPa。但由于沒有考慮到由于過濾能力不足以及沒有與空氣充分接觸會導(dǎo)致切削液的過度使用，從而導(dǎo)致加工性能變差，終反而增加了相關(guān)的加工成本。

我們是不是可以認(rèn)為采用微量潤滑才是好的解決方案呢？本文中主要針對切削液的實(shí)用性與環(huán)保性進(jìn)行研究,將不同種類的潤滑基油脂類化合物、表面活性劑、消泡劑、防銹劑、極壓劑進(jìn)行合理配制,按照GB/T6144-2010質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測試,調(diào)配出不同配方的穩(wěn)定的切削液。在切削接觸點(diǎn)上快速地噴射少量的冷卻液進(jìn)行切削，任何冷卻液都不循環(huán)使用。比較簡單的加工工藝采用這一方式進(jìn)行冷卻確實(shí)具有很大的潛力，但是，在每一個應(yīng)用領(lǐng)域中，除屑、防銹和完全的冷卻都不是輕而易舉能夠達(dá)到的，不是每個加工工藝都適合使用微量潤滑來冷卻的，這個理論不是解決所有加工工藝的終方法。

事實(shí)上，為了能夠積極的保護(hù)環(huán)境，同時又能優(yōu)化生產(chǎn)工藝，我們可以根據(jù)特定的金屬加工工藝，推薦使用相應(yīng)的切削液，這會達(dá)到好的成本效益。