微乳化油的特點(diǎn)
1.金屬加工潤(rùn)滑液分類標(biāo)準(zhǔn)(GB7631.5)中水基型稱謂為MA組。按照J(rèn)IS K 2241標(biāo)準(zhǔn),水基型產(chǎn)品分成A1 、A2、A3三種,微乳化油與全合成切削液均屬A2種 ,其表面張力都小于40×10-3N/m。
2.在GB 76315及ISO公布的金屬加工液分類標(biāo)準(zhǔn)中,微乳化油屬于MAE、MAF型。MAE為防腐性液,MAF為防腐、減摩、極壓性液。在日本JIS分類中,微乳液屬W2種,相當(dāng)于美軍標(biāo)準(zhǔn)MIL-C-46113(MR)中的2型,又稱半合成液(semi-chemical fluids),其含油量低于30%。
3.在微乳化液中,油(包括若干油溶性添加劑)為分散相,水是分散介質(zhì)或連續(xù)相,呈水包油狀態(tài),可用O/W 表示。
4.微乳化液與乳化液的區(qū)別在于分散相油滴微粒大小的不同。一般認(rèn)為分散相液滴直徑在0.1μm以下的分散體系為微乳化液,外觀呈半透明至透明狀,常伴有乳光,在顯微鏡下觀察不到質(zhì)點(diǎn)。
5.乳化液是熱力學(xué)上不穩(wěn)定體系,其體系只具有相對(duì)穩(wěn)定性,凝聚、破乳、析油的趨勢(shì)始終存在。而微乳化液在熱力學(xué)上卻是一個(gè)穩(wěn)定體系,主要?dú)w功于表面活性劑的作用。足夠的、恰當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┑拇嬖谀苁褂?水界面張力下降至零甚至為負(fù)值。分散相液滴的細(xì)化促使油/水總界面增加,即液滴的細(xì)化使界面張力下降至零,從而保了微乳化液體系的穩(wěn)定。
6.微乳化油實(shí)際上是由油、水和表面活性劑三部分為主組成的膠團(tuán)溶液,是微乳化液的濃縮體。性能良好的微乳化油應(yīng)具有潤(rùn)滑、冷卻、防銹緩蝕、清洗等諸方面的功能。
微乳化油的組分選擇及其作用
微乳化油中包括有油、水、表面活性劑、防銹緩蝕劑、油性劑、極壓劑、防霉殺菌劑等成份。
油相和水相:微乳化油含油量一般為10%~30%。其中,油不僅起潤(rùn)滑作用,也是油溶性添加劑的載體。MiL-C-46113B(MR)2型微乳化油中規(guī)定含水量為45%,大量水的存在是微乳化油有別于乳化油的一個(gè)主要特征。這不僅是偶合表面活性劑的需要,也為各類水溶性添加劑的使用提供了必要的條件。
表面活性劑:微乳化液中分散相的高度細(xì)化和體系的穩(wěn)定性是依靠表面活性劑的潤(rùn)濕、分散、乳化、增溶等作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在乳化油中,表面活性劑的用量是油量的20~25%,而在微乳化油中,其用量可高于40%,以分散相油滴可細(xì)化到Φ0.05μm或更小,使體系得以保持高度穩(wěn)定性。調(diào)整表面活性劑的配比可使HLB值與分散相匹配,而獲取分散、乳化效果,也是獲得一個(gè)均一、穩(wěn)定的油(液)體系的關(guān)鍵。大量表面活性劑的參與使微乳化液的滲透、清洗能力較乳化液大大增強(qiáng),有利于保持刀具刃面和砂輪的鋒利以及切削加工面的清凈度,從而提高切削效率和加工精度。
防銹緩蝕劑:微乳化液中有一定油相存在,可以添加傳統(tǒng)的油溶性防銹劑;較多水分的存在,又為水溶性緩蝕劑的應(yīng)用提供了條件,例如添加鉬酸鹽之類的無(wú)機(jī)緩蝕劑就十分有利于微乳化油獲得良好的防銹、緩蝕效果。
油性劑和極壓劑:油性劑是微乳化油中用以保護(hù)刀具,提高加工面質(zhì)量所不可缺無(wú)的組分,可從長(zhǎng)鏈脂肪酸、脂肪醇及其胺、酯、硫化物、鹵化物中選取。面對(duì)高速、強(qiáng)力切削工況及高強(qiáng)度被加工材料,應(yīng)添加相應(yīng)的硫系、磷系、鹵系及有機(jī)金屬等類型的極壓劑,但必須注意避免這類添加劑可能引起的腐蝕性。
防霉殺菌劑:當(dāng)微乳化油經(jīng)水高度稀釋成溶解液后,與乳化油類似,也面臨著微生物的危害,存在著腐敗變質(zhì)的問(wèn)題??捎玫姆烂箽⒕鷦┯屑兹┙o予體、水楊酰替苯胺化合物、酚類化合物等。使用的防霉殺菌劑必須對(duì)人體無(wú)毒性,對(duì)皮膚無(wú)刺激性,使用安全。
微乳化油中使用的輔助添加劑還有消泡劑、偶合劑、PH調(diào)整劑、金屬離子掩蔽劑等,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定采用。
微乳化油的性能考察
微乳化油是介于乳化油(SH/T 0365)和合成切削液(GB/T 6144)之間的金屬加工液產(chǎn)品,微乳化油所沿用的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)(JB/T 7453-94)是由機(jī)械系統(tǒng)所屬研究所編制形成的。常用的試驗(yàn)考察項(xiàng)目包括:表面張力、透明度、PH值、消泡性、防銹緩蝕性、儲(chǔ)存安定性、無(wú)卡咬負(fù)荷PB值。也有再增加摩擦系數(shù)和Falex失效負(fù)荷兩項(xiàng)摩擦性能考核指標(biāo)的。篩選出的配方常常先行工業(yè)試用,然后根據(jù)工業(yè)應(yīng)用結(jié)果再進(jìn)行篩選,如此反復(fù)確定配方。