消泡劑在金屬加工液中的應用

發布日期:2021-07-30瀏覽次數:

消泡劑在金屬加工液中的應用

一、概述

金屬的機械加工通常包括兩種類型:金屬的去除和金屬的變形。前者作業是靠刃具把金屬從被加工件上除掉,使用的潤滑劑稱為切削液;后者則是用模具使金屬在應力下塑性變形,如軋、 拉拔、沖壓、 擠壓等,使用的潤滑劑稱為金屬加工成型液。金屬加工液則是上述兩類加工、作業用潤滑劑的統稱。

金屬加工液按油品化學組成分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類。ASTM D2881則把金屬加工用的液體劃為三類:(1)油和油基液體;(2)水基乳液及分散體;(3)化學溶液(真溶液及膠體溶液)。2類與3類之間的基本區別在于分散相的粒度和粒度分布。

近年來,水基切削液發展迅速。由于這類液體以水為基質,其傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)。等量的水吸收一定熱量后,比油的溫升要慢得多,從而提高了冷卻效果,且可減少油霧,因此水基切削液的用量增大(估計占整個切削液市場60%)。但是水基切削液存在著潤滑性差、銹蝕、膠體穩定性、化學穩定性、生物穩定性、可濾性、泡沫性等問題。其中,泡沫性問題尤其突出。

水基金屬加工液為滿足潤滑、冷卻、除垢、化學鈍化等各種不同要求,要顧及乳化系統的穩定,既要考慮諸成分的HLB值,又要達到各項性能的平衡,還要考慮諸成分的水溶性或在水中分散的性質,其配方設計成分復雜。對水基金屬加工液各種起泡因素有針對性地消泡去沫,成為金屬材料加工液生產廠家的一個難點。

 

二、消泡劑產品介紹

消泡劑的工作原理,是由于其低的表面張力和良好的滲透性特性,吸附在泡膜表面時使局部表面張力降低,干擾被消泡物質氣液界的表面張力,因泡膜表面張力不均勻而破泡,導致消泡效果。

乳液型的有機硅消泡劑,利用其半穩定狀態,保證相對的貯存穩定性,同時,要求起進入被消泡體系時,穩定性遭破壞,而產生消泡作用。

當有機硅加到泡沫介質中時,硅油的小顆粒落到泡的表面時,有效地降低接觸點的表面張力,在泡外皮引起一個薄弱點,從而引起破乳破泡,擠在一起的泡沫由于臨近處泡沫的破裂,引起不穩定態,加快引起連續破泡的效果,至最后達到穩定態。因此,消泡劑乳液穩定性差時,有較大活性。太穩定,將減少消泡作用。所以,需要在穩定性和活性之間加以平衡,并選擇在水相及油相中溶解度低,而又具有極高活性的有機硅化合物。

水基金屬加工液必須實現低泡、無泡,就需要在加工液體系中添加消泡劑。但許多金屬加工液產品的高濃度、高酸堿值,使得一般消泡劑,不能合適苛刻的化學環境,添加后,在體系中迅速被破壞,以致失去消泡活性。

本公司研制的BD-3037消泡劑,專門針對水基金屬加工液消泡而設計。該產品是一種自乳化的有機硅表面活性劑,耐高溫、能在PH3~13范圍保持化學穩定性。經過五年的推廣應用,被證明是一種合適的添加助劑,對低泡、無泡的水基金屬加工液配方設計,是理想的選擇。

BD-3037消泡劑有效含量為100%??梢杂盟饘偌庸ひ罕旧碜鳛橄♂寗?,給予10倍以上稀釋,然后按比例添加到水基金屬加工液中去。參考用量0.1~1%,體系相容性試驗、穩定性試驗、效果影響試驗等,應做例行實驗。

BD-3037消泡劑在某些水基金屬加工液體系中相容性較弱,可以選擇以下配方試驗:

配方一:1、材料:BD-303消泡劑(本公司研制產品,有效含量30%)、BD-BD-3037消泡劑。配比:BD-303比BD-BD-3037=100比25。將兩種消泡劑攪拌均勻混合后,按參考用量0.1~1%比例添加在水基金屬加工液中。

配方二:1、材料:BD-304消泡劑(本公司研制產品,有效含量25%)、BD-BD-3037消泡劑。配比:BD-304比BD-BD-3037=100比5。將兩種消泡劑攪拌均勻混合后,按參考用量0.1~1%比例添加在水基金屬加工液中。

說明:以上兩個配方來自現有用戶使用經驗,而不是典型比例。其啟發意義在于,當BD-3037的分散性不夠好的時候,可以考慮用另一種消泡劑作為其分散劑或者架橋介質,來達到消泡劑在體系中分散穩定并保持消泡性能的目的。事實上,兩個消泡劑不同比例的配合,還與成本有關。所以,做配比定量分析試驗,對于全面考察消泡劑的性價比有益。