本發(fā)明涉及金屬加工液，尤其涉及一種航空航天用精加工介質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、航空航天用的材料較多，大體可分為兩類：合金材料和高分子復(fù)合材料。合金材料主要有鋁合金、鎂合金、鈦合金、高強(qiáng)鋼和鎳鉬鎢合金等，其中，鋁合金材料占飛機(jī)用料50%-70%左右，鎂合金材料占飛機(jī)用料5%-10%左右，現(xiàn)代化的飛機(jī)，鈦合金的用量比重越來越大。在飛機(jī)零部件的制造與使用過程中，腐蝕與防腐是個(gè)重要的問題。

2、在零部件的加工過程中，均會(huì)使用到金屬加工液。部分有色金屬如鋁合金7075、7050-t7451等零件加工需要20天左右，在如此長(zhǎng)的加工時(shí)間中，存在部分腐蝕變色問題。而在鈦合金的零部件加工過程中，由于鈦合金具有高硬度、高化學(xué)活性等特點(diǎn)，使得切削加工過程中切削力大、溫度高，由于鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)小，約為鐵的1/3，機(jī)械加工時(shí)產(chǎn)生的熱量很難通過工件釋放，導(dǎo)致局部溫度上升快，容易引起刀具溫度很高，使刀尖急劇磨損，使用壽命降低。且鈦合金零部件加工時(shí)間一般在20天以上，在長(zhǎng)時(shí)間的加工過程中容易與金屬加工液中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些氧化物和其他化合物，這些反應(yīng)產(chǎn)物容易附著在鈦合金表面，影響加工質(zhì)量和刀具壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種航空航天用精加工介質(zhì)及其制備方法，不僅能夠在航空航天用的合金材料長(zhǎng)時(shí)間加工時(shí)，不會(huì)腐蝕變色，還能夠降低對(duì)刀具的磨損，降低加工成本，且不但能夠降低對(duì)操作人員的身體健康影響，還能夠生物降解，綠色環(huán)保。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題：

3、一種航空航天用精加工介質(zhì)，包括以下重量份原料：天然脂肪酸酯類基礎(chǔ)油25-40份、油性劑5-12份、復(fù)配表面活性劑8-15份、緩蝕劑1.2-5份和軟水。

4、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過選擇天然脂肪酸酯類基礎(chǔ)油，其特有的兩極分子結(jié)構(gòu)，對(duì)金屬有較強(qiáng)的親和力，與一般礦物油相比，潤(rùn)滑能力明顯提高，刀具可以節(jié)省30％左右，使用安全，生物降解率可達(dá)到95%以上；再配合油性劑，能夠降低刀具與合金材料之間的摩擦與磨損，提高潤(rùn)滑效果，還能夠形成吸附膜，形成的吸附膜配合緩蝕劑，形成更致密的保護(hù)膜，能夠避免合金材料在長(zhǎng)時(shí)間加工過程中的腐蝕變色；

5、再通過采用復(fù)配表面活性劑，起到乳化、清洗、潤(rùn)濕、滲透等作用，還具有對(duì)酸、堿、氯穩(wěn)定，抗硬水性好，對(duì)皮膚和眼睛溫和，易生物降解等性能，使精加工介質(zhì)不僅能夠?qū)辖鸩牧掀鸬搅己玫谋Ｗo(hù)作用，還能夠生物降解，綠色環(huán)保，降低對(duì)操作人員的身體健康影響以及降低后續(xù)廢水的處理難度。

6、作為優(yōu)選的，所述天然脂肪酸酯類基礎(chǔ)油為天然油脂衍生的酯類中間體，包括但不限于硬脂酸酯、甘油硬脂酸酯、油酸酯、季戊四醇油酸酯、棕櫚酸丁酯、十六酸十六醇酯中的一種或多種組合。

7、進(jìn)一步優(yōu)選的，天然油脂衍生的酯類中間體為硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯的混合物。

8、進(jìn)一步優(yōu)選的，硬脂酸酯為蔗糖硬脂酸酯，蔗糖硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯的質(zhì)量比為2：（1-3）。

9、根據(jù)上述技術(shù)手段，蔗糖硬脂酸酯具有良好的潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性，能夠降低金屬加工過程中的摩擦和熱量；季戊四醇油酸酯具有良好的潤(rùn)滑性、乳化性、熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性和相容性，能改善金屬加工液的潤(rùn)濕性、流動(dòng)性和冷卻性，從而降低合金材料加工過程中，熱變形和應(yīng)力對(duì)零部件的影響，能夠適用于鋁合金、鈦合金等不同性能差異較大的合金材料的加工。

10、且蔗糖硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯均具有良好的生物降解性以及對(duì)皮膚等溫和，安全性高，通過控制兩者的添加比例，能夠達(dá)到更好的生物降解效果、潤(rùn)滑效果等。

11、作為優(yōu)選的，所述油性劑為油酸三乙醇胺酯、油酸二乙醇酰胺、硫化油酸、妥爾油二乙醇酰胺、蓖麻油酸、椰子油酸、鯨魚油脂肪酸、棕櫚油脂肪酸、新癸酸中的一種或多種組合。

12、進(jìn)一步優(yōu)選的，油性劑為妥爾油二乙醇酰胺。

13、根據(jù)上述技術(shù)手段，由于妥爾油二乙醇酰胺既溶于油相又易分散于水相體系，能夠使基礎(chǔ)油與水良好互溶，且妥爾油二乙醇酰胺具有潤(rùn)滑性、乳化性、抗硬水、抗腐蝕和防銹性能，能夠在被加工的合金材料上形成吸附膜，提高潤(rùn)滑效果以及使合成材料在長(zhǎng)時(shí)間加工過程中，不容易出現(xiàn)腐蝕變色。

14、作為優(yōu)選的，所述復(fù)配表面活性劑為α-磺基脂肪酸甲酯類、烷基糖多苷類、葡萄糖酰胺類、醇醚羧酸鹽、單烷基磷酸酯類、烷基葡萄糖酰胺類、sp-20、sp-40、sp-80、t-20、t-40、t-80中至少兩種。

15、進(jìn)一步優(yōu)選的，復(fù)配表面活性劑為葡萄糖酰胺類和脂肪酸甲酯磺酸鈉的混合物。

16、進(jìn)一步優(yōu)選的，葡萄糖酰胺類為月桂酸葡萄糖酰胺。

17、進(jìn)一步優(yōu)選的，月桂酸葡萄糖酰胺和脂肪酸甲酯磺酸鈉的質(zhì)量比為3：（1-2）。

18、根據(jù)上述技術(shù)手段，由于月桂酸葡萄糖酰胺為一種非離子淀粉基兩性表面活性劑，在金屬加工液中，不僅能夠改善潤(rùn)滑性能、冷卻性能，還能夠起到乳化、清洗、潤(rùn)濕、滲透等作用；脂肪酸甲酯磺酸作為一種陰離子表面活性劑，在金屬加工液中，能夠起到優(yōu)良的潤(rùn)濕、乳化、冷卻、分散、清洗、抗硬水、對(duì)酸、堿、氯穩(wěn)定等作用，還能夠在與其他成分復(fù)配過程中，如防銹劑、緩蝕劑、極壓劑等起到協(xié)同提升效果。且月桂酸葡萄糖酰胺和脂肪酸甲酯磺酸鈉均具有良好的生物降解性，對(duì)皮膚和眼睛溫和，綠色環(huán)保，降低對(duì)操作人員的身體健康影響以及降低后續(xù)廢水的處理難度。

19、作為優(yōu)選的，所述緩蝕劑為炔醇類緩蝕劑、有機(jī)緩蝕劑、胺類緩蝕劑、磺酸鹽緩蝕劑、吡啶類緩蝕劑中的一種或多種組合。

20、進(jìn)一步優(yōu)選的，緩蝕劑為磺酸鹽緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑的混合物。

21、進(jìn)一步優(yōu)選的，磺酸鹽緩蝕劑為十二烷基磺酸鈉。

22、進(jìn)一步優(yōu)選的，有機(jī)緩蝕劑為十二烷基三甲基氯化銨。

23、進(jìn)一步優(yōu)選的，十六烷基磺酸鈉和十二烷基三甲基氯化銨的質(zhì)量比為2:1。

24、根據(jù)上述技術(shù)手段，十六烷基磺酸鈉和十二烷基三甲基氯化銨均能夠在合金材料的加工表面形成吸附膜，配合油性劑，形成更致密的保護(hù)膜，對(duì)有色金屬、鈦合金和鋼材等具有良好的緩蝕作用，還能夠起到良好的乳化、柔化和潤(rùn)滑作用。且十二烷基磺酸鈉和十二烷基三甲基氯化銨均具有生物降解性，綠色環(huán)保。

25、作為優(yōu)選的，還包括防銹劑，所述防銹劑為有機(jī)羧酸醇胺鹽防銹劑、多元醇酯防銹劑、有機(jī)羧酸衍生物中的一種或多種組合。

26、進(jìn)一步優(yōu)選的，防銹劑為有機(jī)羧酸醇胺鹽防銹劑。

27、進(jìn)一步優(yōu)選的，有機(jī)羧酸醇胺鹽防銹劑為失水山梨醇單油酸酯。

28、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過選擇失水山梨醇單油酸酯作為防銹劑，不僅具有良好的防銹性能，還能夠在被加工的合金材料的工作面形成致密的保護(hù)膜，配合油性劑和緩蝕劑形成的致密保護(hù)膜，使保護(hù)膜的保護(hù)時(shí)間更長(zhǎng)，更能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間的加工過程，有效避免腐蝕變色的問題，且還能夠生物降解，降低后續(xù)處理的難度。

29、作為優(yōu)選的，還包括無(wú)硅消泡劑和環(huán)保抑菌劑。

30、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述無(wú)硅消泡劑為甘油聚氧乙烯醚、聚乙烯醇、高碳醇、聚醚改性衍生物中的一種或多種組合。

31、進(jìn)一步優(yōu)選的，無(wú)硅消泡劑為甘油聚氧乙烯醚。

32、根據(jù)上述技術(shù)手段，甘油聚氧乙烯醚不僅具有良好的抑泡和消泡性能，還能夠生物降解，對(duì)環(huán)境友好。

33、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述環(huán)保抑菌劑為大蒜素、茶樹油、苦參堿、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、n,n-二甲基-n-十四烷基苯甲銨氯化物和十八烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或多種組合。

34、進(jìn)一步優(yōu)選的，環(huán)保抑菌劑為十八烷基二甲基芐基氯化銨。

35、根據(jù)上述技術(shù)手段，十八烷基二甲基芐基氯化銨具有優(yōu)良的抗靜電、殺菌、抗菌、防腐、緩蝕、增溶、乳化、分散、潤(rùn)濕等性能，還具有生物降解性能，綠色環(huán)保。

36、本技術(shù)還公開了一種航空航天用精加工介質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：

37、s1.將天然脂肪酸酯類基礎(chǔ)油、油性劑、緩蝕劑和防銹劑加入到軟水中，攪拌30-60min，得到初混液；

38、s2.在初混液中加入復(fù)配表面活性劑、無(wú)硅消泡劑和環(huán)保抑菌劑，于30-40℃的條件下，超聲波處理20-40min，再靜置10-20min；

39、s3.將經(jīng)過s2步驟處理的溶液冷卻至室溫，得到航空航天用精加工介質(zhì)。

40、采用上述方案的本技術(shù)，具有如下有益效果：

41、1.通過選擇天然脂肪酸酯類基礎(chǔ)油、油性劑、復(fù)配表面活性劑和緩蝕劑的配合，不僅能夠降低刀具與合金材料之間的摩擦與磨損，使刀具節(jié)省30％左右，還能夠形成更致密的保護(hù)膜，避免合金材料在長(zhǎng)時(shí)間加工過程中的腐蝕變色，且能夠生物降解，綠色環(huán)保，降低對(duì)操作人員的身體健康影響以及降低后續(xù)廢水的處理難度；

42、2.通過增加防銹劑，使整個(gè)配方的防腐變色性能更強(qiáng)，更有利于對(duì)鋁合金、鈦合金、鋼材等工件的長(zhǎng)時(shí)間加工；

43、3.本技術(shù)的配方組成具有很強(qiáng)的潤(rùn)滑性能和冷卻性能，能夠減小對(duì)刀具的磨損以及降低加工過程中熱量對(duì)合金材料以及刀具的影響；

44、4.本技術(shù)的配方組成成分全部可生物降解，綠色環(huán)保，且對(duì)操作人員的皮膚溫和，揮發(fā)性低，對(duì)呼吸系統(tǒng)無(wú)傷害，環(huán)境友好。