[发明专利]一种环保型水基蓝宝石切削液

说明书

技术领域

本发明涉及蓝宝石切割和切削液技术领域，具体涉及一种环保型水基蓝宝石切削液。

背景技术

蓝宝石原材料切削加工成手机或手表镜面、手机摄像头、手机按键等过程中，因蓝宝石超硬、高强度等性质，加工刀具作用在蓝宝石上的相对速度需高达20000-25000M/S，切削区界面瞬时温度可达600-1000℃。因此蓝宝石切割液比玻璃切割液需具有更好的润滑、渗透、降温、清洗和防锈等作用。

传统型冷加工切削液，如矿物油型切割液，碳酸盐型乳化切削液等加工蓝宝石时，易造成加工产品崩边、破裂等现象，且在使用过程中，这些液体易出现变质、产生异味，危害现场加工人员身体健康，造成加工刀具磨损大、腐蚀加工机床，并导致加工产品良率不稳定等现象。

目前，优质的水性蓝宝石切割液一般由多种超强功能助剂经标准的制作工艺完成，当前国内市场上专用蓝宝石切割液的产品不多，且价格高昂。

专利申请CN201110451668中提出一种用于线切割蓝宝石的切割液，该切割液包含聚乙二醇5～30％、润滑剂10～30％、分散剂8～20％、防锈剂1～5％、消泡剂0.01～0.05％和余量为水；其中，所述润滑剂选自聚醚多元醇，所述分散剂选自油酸三乙醇胺。但该申请中的蓝宝石切割液的抗挤压能力不够强，其砂轮棒在加工蓝宝石过程中可能出现烧结、非正常断刀等情况。

专利申请CN201310365965中提出一种LED衬底晶片加工切削液制备方法，其特征在于，所述切削液由分散剂10～20％、悬浮剂10～15％、光滑剂15～25％、三乙醇胺15～20％、亚硝酸钠10～15％、F溶液10～20％和去离子水5～10％组成。其中的光滑剂为十烷基二甲基一氯甲硅烷、九烷基三甲基二氯乙硅烷、八烷基五甲基四氯丙硅烷中的一种。因该切削液中含有氯，因而无法符合RoHS标准。

另有专利申请中提供的切割液并不能完全溶于水中，导致加工件不易漂洗；或者含有重金属元素(如钼)。

因此，上述切割液或切削液在润滑性、渗透性、降温性、清洗性、防锈性和环保性等方面还多多少少存在缺陷。而现在蓝宝石越来越广泛应用于手机、手表行业，因而本领域急需研制出符合生产需要的优质、低成本、实用、环保的水基蓝宝石切削液。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型水基蓝宝石切削液及其制备方法，生产出的切削液成品透明清澈、无毒、无刺激性气味，具有良好的化学稳定性；使用过程中不易变质、不腐蚀加工刀具和机床、低概率皮肤过敏以及优异的润滑和降温性能、优异的加工稳定性，使用其进行切削的加工件容易清洗。该切削液使用完后的废液生物降解性好，化学处理容易。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。本发明提供一种环保型水基蓝宝石切削液，所述切削液按各组分在水溶液中的质量百分含量计包括：分散剂10～20％、润湿剂3～8％、极压剂6～12％、有机酸2～6％、有机碱6～10％、螯合剂0.02～2.0％、消泡剂0.01～1.0％、防锈剂0.01～1.0％、杀菌剂0.01～1.0％；其中，所述分散剂为聚乙二醇，所述润湿剂为甘油和/或月桂酸正醇酯，所述极压剂中包含硼酸酯化合物和聚醚型非离子表面活性剂，所述防锈剂为苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑。

本发明中，所述切削液还可以包括一定量的其它组分，例如乳化剂，所得切削液的优良性能并不会因此受到影响。本发明的具体实施方式中，所述极压剂中的聚醚型非离子表面活性剂为株洲友合新材料有限公司生产的HJ1008聚醚型非离子表面活性剂。

优选本发明的环保型水基蓝宝石切削液包括以下重量份的物料：分散剂10～20％、润湿剂3～8％、极压剂6～12％、有机酸2～6％、有机碱6～10％、螯合剂0.02～2.0％、消泡剂0.01～1.0％、防锈剂0.01～1.0％、杀菌剂0.01～1.0％、余量为纯水。

本发明中所选择的分散剂水溶性好，不仅能快速分散加工切屑，减轻切削过程中切屑加大对加工件表面的摩擦和黏结程度，及时冲走切屑，利于加工件清洗；而且有极好的渗透性。与本发明中的分散剂与极压剂和润湿剂复配能显著提高切削液对加工表面的降温性能，且在加工件与刀具面之间形成一层稳定的化学润滑薄膜，提高了加工精度和刀具的耐用度；极压剂中的聚醚型表面活性剂具有很好的清洗能力，对水、酸、碱等物质化学性质稳定，在大流量、高压冲击下，能有助润滑作用，且不会分解成有刺激性气味的物质。