一种适合超高硬度重载攻牙油及其制备方法与流程

1.本发明涉及金属加工油技术领域，具体而言，涉及一种适合超高硬度重载攻牙油及其制备方法。


背景技术：

2.在工件上利用机械和工具等将圆孔加工成螺纹孔的过程，俗称攻牙。随着技术的发展，攻牙时要加攻牙油基本已成为常识。但具体采用哪种攻牙油，不同的工厂有不同的做法。比较早的经验是利用菜籽油、乳化液等单一油品作为攻牙油。但随着对工件制造的要求越来越高，对攻牙油的要求也越来越高，尤其是进行大型轧机等大型铸件产品的高速攻丝时，极易出现螺纹掉牙、烂丝、光洁度差等问题，例如，对于主辊轴等重120吨、长12米、hrc硬度在50-60之间且靠自重进行装夹的超重载加工产品，由于m36螺纹孔位于槽底，没有合适的加长螺纹铣刀，且铣刀定制时间长、切刚性差，不能满足技术要求，因此除要求攻牙油有良好的润滑性外，同时还要求有良好的极压性、抗磨性等性能。而一般的攻牙油通用性较低，无法满足上述需求。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的问题是现有的提供一种极压性、润滑性等均较佳的攻牙油，以满足例如主辊轴等超高硬度大型铸件产品的加工要求。
4.为解决上述问题，本发明提供一种适合超高硬度重载攻牙油，包括按重量份计的以下组分：废机油35-40份、白铅油1-2份、硫化猪油2-4份、聚醚1-3份、洗洁精20-30份、氯化石蜡8-15份、非活性硫化极压剂6-8份、抗磨剂3-5份、抗氧化剂0.8-1.5份、防锈剂2-3份、去漆剂1-3份以及增稠剂4-6份。
5.较佳地，所述废机油与所述洗洁精的质量比为1:0.5-0.8。
6.较佳地，所述白铅油、所述抗氧化剂、所述防锈剂、所述去漆剂与所述抗磨剂的质量比为1-3:1:1.8-3:1-23：2.5-5。
7.较佳地，所述废机油包括10号废机油、20号废机油、30号废机油、40号废机油和50号废机油中的一种。
8.较佳地，所述抗磨剂包括硫代氨基甲酸酯和烷基硫代磷酸酯中的一种。
9.较佳地，所述抗氧化剂包括2，6-二叔丁基对甲酚和丁基辛基二硫代磷酸锌中的一种。
10.较佳地，所述防锈剂包括2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和十二烯基丁二酸中的一种。
11.较佳地，所述去漆剂包括戊二酸二甲酯和1,2-丙二醇碳酸酯中的至少一种。
12.较佳地，所述增稠剂包括菜籽油。
13.本发明还提供一种适合超高硬度重载攻牙油的制备方法，用于制备所述的适合超高硬度重载攻牙油，包括：
14.将废机油35-40份、白铅油1-2份、硫化猪油2-4份、聚醚1-3份、洗洁精20-30份、氯化石蜡8-15份、非活性硫化极压剂6-8份、抗磨剂3-5份、抗氧化剂0.8-1.5份、防锈剂2-3份、去漆剂1-3份以及增稠剂4-6份混合，并于65-75℃下搅拌反应40-60min，得到适合超高硬度重载攻牙油。
15.本发明的适合超高硬度重载攻牙油相较于现有技术的优势在于：
16.本发明的攻牙油，以机油作为基础油，辅以白铅油和洗洁精，并加聚醚润滑剂，使得攻牙油具有良好的润滑性能，且通过洗洁精的清洁作用，可以解决机油后续难以清理的问题，并通过硫化猪油和非活性硫化极压剂提高攻牙油的极压性，并通过白铅油以及氯化石蜡的高效协同作用，提高攻牙油的抗氧、除锈、抗磨等附加功能，可综合应用于各种难加工材料、高硬度材料，满足如主辊轴等超高硬度大型铸件产品的加工要求。
附图说明
17.图1为本发明实施例中适合超高硬度重载攻牙油的制备方法流程图。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
19.攻牙油是一种将丝锥旋入钻孔、制作内螺纹时所用的专业润滑剂，起着润滑、降温冷却、清排碎屑等作用。传统方式通常采用机油、煤油、植物油例如菜籽油等进行润滑，主要是考虑机油等价格比较低廉，同时也能够满足一定的润滑性能。但随着攻牙技术的进步，客户对攻牙工件的品质要求不断提升，采用机油、植物油等传统润滑油的方式不再能够满足现有要求，且由于机油成分简单，没有其它添加剂的加入，功能上相对单一，且机油粘度较大，很难清洗，也加大了清洗成本，因此，市场上出现许多攻牙油，其中，水性攻牙油以其低廉的价格占据市场主流，但随着环保要求的日益严格，水基攻牙油的维护和处理费用大幅提升，且水基攻牙油无法满足一些重载加工产品的要求。
20.本发明实施例的一种适合超高硬度重载攻牙油，包括按重量份计的以下组分：废机油35-40份、白铅油1-2份、硫化猪油2-4份、聚醚1-3份、洗洁精20-30份、氯化石蜡8-15份、非活性硫化极压剂6-8份、抗磨剂3-5份、抗氧化剂0.8-1.5份、防锈剂2-3份、去漆剂1-3份以及增稠剂4-6份。
21.本实施例的攻牙油，主要成分仍以废机油为主，但是与传统方式中仅采用单一功能的机油相比，本实施例还添加了洗洁精、白铅油、硫化猪油等主要成分以及抗磨剂、防锈剂、去漆剂等多种添加剂。
22.洗洁精为现有中常用的液体洗洁精，其主要成分包括表面活性剂例如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯乙醇醚、十六烷基二甲基苄基氯化铵、脂肪醇醚硫酸钠等，还包括泡沫剂和增溶剂等，表面活性剂的分子结构中包含有亲水基和亲油基，亲油基可以在油状物表面形成亲水基团，亲水基团溶解于水，进而将油状物剥离出来。通过这些表面活性剂的作用，可以使金属零件表面的污垢分散成小颗粒，从而清除工件表面污染物，解决机油不易清洗的问题，且机油和洗洁精原料廉价易得，还可以实现废物利用。同时洗洁精中含有的表面活性剂还具有一定的润滑作用，因此，洗洁精在本实施例攻牙油中主要起润滑和辅助
清洁除油作用。但由于洗洁精大部分为水，在进行机械润滑使用时，例如遇铁质等金属零件时会生锈，因此本实施例还添加了防锈剂和去漆剂，防锈剂能够在金属表面形成一层保护膜，防止水和氧气接触到金属表面，从而防止金属生锈和腐蚀。去漆剂的添加，可以增加工件表面光洁度，提高攻牙油的润滑性能，进而提高切削效率，去漆剂可以采用例如市面上售卖的去漆灵等成熟产品。
23.本实施例还添加了白铅油，白铅油是用白铅粉和亚麻仁油调和研磨而成，其中，白铅的成分是氧化锌，具有抗氧、抗腐、抗磨多效添加剂的作用，而亚麻仁油具有润滑性，因此白铅油的添加，不仅与聚醚等润滑剂具有协同增效润滑作用，还能够与防锈剂、抗磨剂、抗氧化剂等具有协同增效作用，相比单独使用防锈剂及聚醚润滑剂等，加入白铅油后可以增加攻牙油的防锈性能、抗磨性能、抗氧化性能及润滑性。
24.此外，本实施例的攻牙油还添加了抗氧化剂，抗氧化剂是一种能够防止攻牙油氧化和劣化的添加剂。由于攻牙油在使用过程中，需要长时间处于攻牙所带来的高温、高压、空气和水的环境中，易发生氧化和劣化，从而导致润滑性能下降。而抗氧化剂能够减缓攻牙油的氧化反应，保护攻牙油的化学稳定性，从而延长攻牙油的使用寿命。
25.本实施例的攻牙油还添加了抗磨剂，抗磨剂在高温、高压的边界润滑状态下，能和金属表面形成高熔点化学反应膜，以防止发生熔结、咬粘、刮伤等情况。其利用在摩擦高温下分解的产物与金属反应生成剪切应力和熔点都比纯金属低的化合物，从而防止接触表面咬合和焊熔，有效地保护金属表面。通过抗磨剂的加入，可以提高攻牙油的极压抗磨性能。
26.本实施例中添加的氯化石蜡，其本身是一种含氯极压抗磨剂，与抗磨剂共同作用时具有协同增效作用，另外，氯化石蜡还具有抗凝作用，可以分散工件内部形成的沉淀和污垢，使其不会形成黏性物质或沉淀在工件表面。
27.另外，为了使得攻牙油具有一定的粘度，本实施例还添加了增稠剂，并控制其用量，使得攻牙油具有合适的粘度，避免其粘度过大，使得清洗相对困难，同时也增加工件清洗成本。另外，在攻牙过程中，丝锥与工件接触并埋在工件中，导致散热条件较差，保持合适的粘度也有利于快速带走热量，避免温度上升产生烧结或卡咬等。
28.硫化猪油和非活性硫化极压剂为攻牙油的主剂成分，其中，硫化猪油是一种浅色、低气味的非活性硫化极压抗磨剂，具有粘度大、黏附性好、油膜厚、抗磨性高等特点，非活性硫化极压剂通常为硫化脂酯和硫化脂肪油，有利于提高攻牙油的极压性，所谓极压性是润滑膜承受载荷而不被挤出摩擦表面，导致摩擦面缺少润滑的能力。油品极压性较低无法实现重负荷加工条件，例如极压性过低，可能会增大重载加工条件下的切削阻力，造成金属表面磨损、擦伤、熔焊等，影响产品质量。
29.综上，本实施例的攻牙油，通过上述成分配比，以机油作为基础油，辅以白铅油和洗洁精，并加聚醚润滑剂，使得攻牙油具有良好的润滑性能，且通过洗洁精的清洁作用，可以解决机油后续难以清理的问题，并通过硫化猪油和非活性硫化极压剂提高攻牙油的极压性，并通过白铅油以及氯化石蜡的高效协同作用，提高攻牙油的抗氧、除锈、抗磨等附加功能，满足高难度攻牙钻孔等工艺的使用。本实施例的攻牙油可以综合应用于各种难加工材料、高硬度材料，例如hrc35-55硬度的镍基合金，hrc340-60硬度的马氏体不锈钢，hrc45-62硬度的热处理后磨具钢，hrc55-65硬度的淬硬钢，以及高硅铝合金的高速攻丝等多种复合材料的加工，可以满足如主辊轴等超高硬度大型铸件产品的加工要求。
30.其中一些实施方式中，所述废机油与所述洗洁精的质量比为1:0.5-0.8。洗洁精具有润滑和清洁作用，与废机油起到协同润滑作用，且还可以解决机油难以清理的问题。另外，二者原料廉价易得，既实现了废物利用，还降低了攻牙油的加工成本。其中，所述废机油包括10号废机油、20号废机油、30号废机油、40号废机油和50号废机油中的一种。
31.其中一些实施方式中，所述白铅油、所述抗氧化剂、所述防锈剂、所述去漆剂与所述抗磨剂的质量比为1-3:1:1.8-3:1-23：2.5-5。白铅油具有良好的润滑和抗氧、抗腐、抗磨等多种功能，与抗氧化剂、防锈剂、去漆剂及抗磨剂之间具有协同增效作用，相比单独使用这些添加剂，白铅油的加入可以增加攻牙油的防锈、抗磨及稳定性。
32.其中一些实施方式中，所述抗磨剂可以采用多硫化烯烃，例如硫化异丁烯，其是广泛应用的极压抗磨剂，其含硫量高，活性硫多，效果好，也可以采用含磷极压抗磨剂，例如硫代磷酸酯、磷酸三甲酚酯等。优选地，本实施例中抗磨剂采用硫代氨基甲酸酯和烷基硫代磷酸酯中的一种。
33.其中一些实施方式中，所述抗氧化剂包括2，6-二叔丁基对甲酚和丁基辛基二硫代磷酸锌中的一种。其中，2，6-二叔丁基对甲酚是以异丁烯和对甲酚在浓硫酸催化下发生烷基化反应，再经中和精制而成，是一种自由基反应终止剂。常温下为白色或微黄结晶，在金属防锈油中的常用量为0.3％。丁基辛基二硫代磷酸锌是以异辛醇、正丁醇、五氧化二磷及氧化锌为原料，以150sn中性油为稀释剂，经硫磷化、皂化反应，再经真空脱水过滤而得，是一种过氧化分解剂，同时具有抗磨和抗腐性能，在较高的温度下仍有较好的抗氧化性，可用作润滑型防锈油的抗氧化剂，常用量为0.5％.
34.其中一些实施方式中，所述防锈剂包括2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和十二烯基丁二酸中的一种。
35.其中一些实施方式中，所述去漆剂可以采用市面上成熟的产品，例如去漆灵。示例性地，可以采用苯甲醇型去漆剂，其是由苯甲醇、甲酸、甲基纤维素、缓蚀剂、石蜡、水等组分构成，或者采用水性去漆剂，其由磷酸三乙酯、己二酸二甲基酯、表面活性剂、水等构成，还可以采用由三乙醇胺、乙二醇、苯甲醇、含氟表面活性剂等构成的去漆剂，优选采用戊二酸二甲酯和1,2-丙二醇碳酸酯中的至少一种，这里仅是给出几种示例，可以采用现有技术中成熟产品，相似名称包括强力涂膜剥离剂、脱漆剂等。
36.其中一些实施方式中，所述增稠剂包括菜籽油。
37.本发明实施例还提供一种适合超高硬度重载攻牙油的制备方法，用于制备如上所述的适合超高硬度重载攻牙油，包括：
38.将废机油35-40份、白铅油1-2份、硫化猪油2-4份、聚醚1-3份、洗洁精20-30份、氯化石蜡8-15份、非活性硫化极压剂6-8份、抗磨剂3-5份、抗氧化剂0.8-1.5份、防锈剂2-3份、去漆剂1-3份以及增稠剂4-6份混合，并于65-75℃下搅拌反应40-60min，得到适合超高硬度重载攻牙油。
39.下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
40.实施例1
41.本实施例提供一种适合超高硬度重载攻牙油，包括按重量份计的以下组分：废机油30号35份、白铅油1份、硫化猪油4份、聚醚1份、洗洁精25份、氯化石蜡13份、硫化脂肪油6份、硫代氨基甲酸酯3份、丁基辛基二硫代磷酸锌1份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪2
份、去漆剂3份以及菜籽油6份。
42.实施例2
43.本实施例提供一种适合超高硬度重载攻牙油，包括按重量份计的以下组分：废机油40号40份、白铅油1份、硫化猪油3份、聚醚2份、洗洁精20份、氯化石蜡8份、硫化脂酯8份、烷基硫代磷酸酯5份、2，6-二叔丁基对甲酚1份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪3份、去漆剂3份以及菜籽油6份。
44.实施例3
45.本实施例提供一种适合超高硬度重载攻牙油，包括按重量份计的以下组分：废机油30号36份、白铅油2份、硫化猪油3份、聚醚2份、洗洁精30份、氯化石蜡10份、硫化脂酯6份、硫代氨基甲酸酯3份、丁基辛基二硫代磷酸锌0.8份、十二烯基丁二酸2.2份、去漆剂1份以及菜籽油4份。
46.对比例1
47.与实施例3相比，该实施例未添加氯化石蜡。
48.对比例2
49.与实施例3相比，该实施例未添加白铅油。
50.分别对实施例1-3与对比例1-2进行四球测试，四球试验是以一个转动球压住三个固定球浸在试样中运转为特征，测定润滑剂的极压和磨损性能的试验方法，测试所用四球机是目前广泛使用的极压和抗磨测试仪器。测试结果如表1所示。
51.表1：
[0052][0053][0054]
表1中，pb值为最大无卡咬负荷，是在规定条件下不发生卡咬的最大负荷，也称为油膜强度。pn值为烧结负荷，也称为烧结点，是在一定温度、转速下逐级增大负荷,当上方钢球和下方钢球因负荷过重而发生高温烧结，设备不得不停止运转的负荷，即在规定条件下使钢球发生熔结的最低负荷，或者说转动球同下面三个静止球烧结在一起的最小负荷。磨斑直径表示在不同负荷下三个固定钢球上产生的圆形斑点状磨痕的平均直径。
[0055]
通过表1可以看出，采用本实施例配方的攻牙油均具有良好的润滑性和极压性，最大无卡咬负荷均在800n以上，其中，实施例1至实施例3的攻牙油的pb值在1000n左右，且实施例1至实施例3的烧结负荷均在7000n以上。而现有技术中中低档攻牙油产品极压性普遍较低，烧结负荷pd一般为2450-3430n，本实施例相较现有技术具有较高的极压润滑性能。
[0056]
另外，实施例3相较于对比例1，添加了氯化石蜡，其与抗磨剂具有协同增效作用，
通过四球试验可见实施例3的磨斑直径相比对比例1明显减小，说明实施例3制得的攻牙油具有良好的抗磨性能。实施例3相较于对比例2，添加了白铅油，有助于提高攻牙油的抗磨剂润滑性，另外，白铅油的使用，还有助于提高攻牙油的防锈、抗氧化等性能。
[0057]
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，包括按重量份计的以下组分：废机油35-40份、白铅油1-2份、硫化猪油2-4份、聚醚1-3份、洗洁精20-30份、氯化石蜡8-15份、非活性硫化极压剂6-8份、抗磨剂3-5份、抗氧化剂0.8-1.5份、防锈剂2-3份、去漆剂1-3份以及增稠剂4-6份。2.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述废机油与所述洗洁精的质量比为1:0.5-0.8。3.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述白铅油、所述抗氧化剂、所述防锈剂、所述去漆剂与所述抗磨剂的质量比为1-3:1:1.8-3:1-23:2.5-5。4.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述废机油包括10号废机油、20号废机油、30号废机油、40号废机油和50号废机油中的一种。5.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述抗磨剂包括硫代氨基甲酸酯和烷基硫代磷酸酯中的一种。6.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述抗氧化剂包括2，6-二叔丁基对甲酚和丁基辛基二硫代磷酸锌中的一种。7.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述防锈剂包括2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和十二烯基丁二酸中的一种。8.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述去漆剂包括戊二酸二甲酯和1,2-丙二醇碳酸酯中的至少一种。9.根据权利要求1所述的适合超高硬度重载攻牙油，其特征在于，所述增稠剂包括菜籽油。10.一种适合超高硬度重载攻牙油的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-9任一项所述的适合超高硬度重载攻牙油，包括：将废机油35-40份、白铅油1-2份、硫化猪油2-4份、聚醚1-3份、洗洁精20-30份、氯化石蜡8-15份、非活性硫化极压剂6-8份、抗磨剂3-5份、抗氧化剂0.8-1.5份、防锈剂2-3份、去漆剂1-3份以及增稠剂4-6份混合，并于65-75℃下搅拌反应40-60min，得到适合超高硬度重载攻牙油。

技术总结
本发明提供了一种适合超高硬度重载攻牙油及其制备方法。涉及金属加工油技术领域。本发明的攻牙油，以机油作为基础油，辅以白铅油和洗洁精，并加聚醚润滑剂，使得攻牙油具有良好的润滑性能，且通过洗洁精的清洁作用，可以解决机油后续难以清理的问题，并通过硫化猪油和非活性硫化极压剂提高攻牙油的极压性，并通过白铅油以及氯化石蜡的高效协同作用，提高攻牙油的抗氧、除锈、抗磨等附加功能，可综合应用于各种难加工材料、高硬度材料，满足如主辊轴等超高硬度大型铸件产品的加工要求。等超高硬度大型铸件产品的加工要求。等超高硬度大型铸件产品的加工要求。


技术研发人员：王健 刘秀杰 王楼 薛锡钰 洪嵩源 马金龙
受保护的技术使用者：中国第一重型机械股份公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/20