切削液(cutting fluid, coolant)是一種用在金屬切削、磨加工過程中,用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體,切削液由多種功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配合而成,同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點(diǎn)??朔藗鹘y(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病,對車床漆也無不良影響,適用于黑色金屬的切削及磨加工,屬當(dāng)前的磨削產(chǎn)品。 切削液各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于皂化油,它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點(diǎn),并且具備、無味、對人體無侵蝕、對設(shè)備不腐蝕、對環(huán)境不污染等特點(diǎn)。
隨著人們對切削液認(rèn)識水平的不斷提高以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富,發(fā)現(xiàn)在切削區(qū)域中注入油劑能獲得良好的加工表面。早,人們采用動植物油來作為切削液,但動植物油易變質(zhì),使用周期短。20世紀(jì)初,人們開始從原油中提煉潤滑油,并發(fā)明了各種性能優(yōu)異的潤滑添加劑。在次世界大戰(zhàn)之后,開始研究和使用礦物油和動植物油合成的復(fù)合油。1924年,含硫、氯的切削油獲得專利并應(yīng)用于重切削、拉削、螺紋和齒輪加工。
硅烷處理劑
水溶液中通常以水解的形式存在:硅烷水解后通過其SiOH基團(tuán)與金屬表面的MeOH基(M表示金屬)的縮水反應(yīng)而快速吸附于金屬表面;一方面硅烷在金屬界面上形成Si-O-Me共價(jià)鍵。
Si(OR)3+H2O----------Si(OH)+3ROH (1)
Si(OH)+MOH-----------SiOM+ H2O (2)
一般來說,共價(jià)鍵問的作用力可達(dá)70010,硅烷與金屬之間的結(jié)合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通過SiOH基團(tuán)之間的縮聚反應(yīng)在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜。該硅烷膜在烘干過程中和后道的電泳漆或噴粉通過交聯(lián)反應(yīng)結(jié)合在一起,形成牢固的化學(xué)鍵。這樣,基材、硅烷和油漆之間可以通過化學(xué)鍵形成穩(wěn)固的膜層結(jié)構(gòu)。
陶化原理
1)酸的侵蝕使金屬表面H+濃度降低:Fe-2e—Fe2+,2H++2e—2[H]
2)納米硅促進(jìn)反應(yīng)加速:
[Si]:ZrO2+4[H]—[Zr]+2H2O
式中[Si]為納米硅,[Zr]為還原產(chǎn)物,納米硅為反應(yīng)活化體,加快了反應(yīng)速度,進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降,生成的[Zr] 成為成膜晶核。
3)鋯酸根的兩級離解:
H2ZrF6+H+—ZrF62-+2H+
由于表面的H+濃度急劇下降,導(dǎo)致鋯酸根各級離解平衡向右移動,終為ZrF6-。
4)鋯酸鹽沉淀結(jié)晶成膜:當(dāng)表面離解出的ZrF6-,與溶解中的金屬離子Fe2+達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí),就會形成鋯酸鹽沉淀。