畢業(yè)設(shè)計(jì)最終-吳丹

1、2011屆 材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目切削液的制備與性能研究專 業(yè)材 料 化 學(xué)班 級材 化072學(xué) 生吳 丹指導(dǎo)教師馮 拉 俊 教授 2011 年1切削液的制備與性能研究學(xué) 科： 材料物理與化學(xué)作 者： 吳 丹 （簽名）指導(dǎo)教師： 馮拉俊（簽名）摘要金屬切削液是金屬切削加工中不可缺少的輔助材料，是保證產(chǎn)品加工質(zhì)量和提高切削加工效率的關(guān)鍵因素。但另一方面，切削液對人類環(huán)境造成了極大的危害。目前國內(nèi)使用的水基切削液以乳化液為主，此類產(chǎn)品不僅使用壽命短，且對人體健康帶來危害，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，加之其成本較高，因此迫切需要研制一種環(huán)保型的切削液取而代之。本文以20#機(jī)械

2、油做基礎(chǔ)油，采用油酸、三乙醇胺、吐溫-80、OP-10混合反應(yīng)后形成的混合皂作乳化劑，并采用Na2CO3和NaOH來調(diào)節(jié)切削液的pH值。本實(shí)驗(yàn)通過單因素實(shí)驗(yàn)法和正交實(shí)驗(yàn)的方法確定出了油酸、三乙醇胺、吐溫-80、OP-10的最佳用量。結(jié)果表明：油酸與三乙醇胺的最佳反應(yīng)比為1：2；吐溫-80不僅會增加切削液的成本，而且使加水后的切削液黏性增大并有油性物質(zhì)漂浮，故去掉吐溫-80。因此實(shí)驗(yàn)的配方為：三份的三乙醇胺、6份的油酸和2份OP-10以及適量的Na2CO3和NaOH。所制的切削液的pH為8，粘度為1.056×10-3/Pa·s，電導(dǎo)率為3.90 ms/cm。與現(xiàn)有切削液的試樣

3、相比，新型切削液的pH和粘度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，而電導(dǎo)率稍低。通過在線切割機(jī)床上試用，所制得的切削液切削液具有良好的潤滑性、防銹性、冷卻性、清洗性，具有良好的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：切削液，環(huán)保型，電導(dǎo)率，綠色，健康Title: Study on perparation and performance ofCutting fluidSpecialty: Material Physics & ChemistryUndergaduate: DanWu(Signature): Supervisor : Lajun Feng(Signature):AbstractMetal-cutting fluid

4、is an obbligato accessory material in the machining of metals,and is a key factor for ensuring the machining quality of products and improving the efficiency of the machining of metals.But then ,cutting fluid caused great harm on human environment.At present,domestic using water-based cutting fluid

5、is mainly emulsion,which not only has short working life,but also will bring harm on human healthy and cause great pollution on environment around,in addition,which cost is higher,therefore it is pressed for developing a kind of environment protection cutting fluid instead of the above one.In this t

6、est,20#motor oil is used as base oil,oleic acid , triethanolamine,twain-80 and OP-10 were mixed to form emulsifier,at the same time, Na2CO3 and NaOH were used for adjusting pH of cutting fluid.In this experiment, Single factor experiment method and the orthogonal experiment were used to confirm the

7、best dosage of oleic acid , triethanolamine,twain-80 and OP-10 . The results show that the optimum response ratio of oleic acid and triethanolamine is 1:2; the use of twain-80 would increase the cost of cutting fluids,but also would make cutting fluid viscosity increase after adding water and float

8、oily substance,so twain-80 was got rid of .So,the prescription of the experiment is:three part triethanolamine,six part oleic acid , two part OP-10 and moderate Na2CO3 and NaOH were added into ten part motor oil ,then the pH,viscosity and conductivity of the gained cutting fluids respectively is 7,

9、1.056×10-3/Pa·s, 3.90 ms/cm.Compared with the example that provided,the new cutting fluids pH and viscosity have reached standard level but lower conductivity.The obtained cutting fluids have good lubricity, anti-corrosive,cooling effect and washing effect ,but also have a promised future.

10、Keywords：Cutting fluid,pH,viscosity,conductivityiii目 錄第一章 前 言11.1 引言11.2 切削液的概述21.2.1 切削液的發(fā)展21.2.2 切削液的分類31.2.3 切削液的作用51.2.4 切削液的研究現(xiàn)狀和趨勢61.3 本課題研究的內(nèi)容及主要目標(biāo)81.3.1 課題研究目標(biāo)81.3.2 課題的研究內(nèi)容8第二章 試驗(yàn)方案及過程102.1 試驗(yàn)藥品及儀器102.2 總體設(shè)計(jì)方案102.3 實(shí)驗(yàn)原料配比的確定112.3.1 主要試劑的用量的確定112.3.2 確定乳化劑的用量112.4 新型切削液的配方142.4.1 主要成分的配比14第三

11、章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析153.1 實(shí)驗(yàn)原料的分析153.1.1 主要試劑的分析153.1.2 防銹劑的合成與選用153.1.3 表面活性劑的選擇163.1.4 潤滑劑和極壓潤滑劑的合成與選用173.1.5 其他添加劑的選用183.1.6 最初切削液配方的確定193.1.7 乳化劑用量的分析203.2 新型切削液的性能分析253.2.1 主要成分的配比分析253.2.3 性能分析263.2.4 原理分析283.2.5 環(huán)保性分析和成本分析29第四章 結(jié) 論31參考文獻(xiàn)32致 謝34第一章 前 言1.1 引言金屬切削加工是金屬加工中最常見、應(yīng)用最廣泛的一種。金屬切削過程是指由機(jī)床提供必要的運(yùn)動和動力的

12、條件下，用刀具（或磨具）切除（或磨削）坯件上多余的金屬，從而獲得形狀、精度和表面質(zhì)量均符合要求的工件的過程。根據(jù)工件的形狀、精度和表面質(zhì)量的不同，切削加工可分為車、銑、鉆、刨、鏜、絞、拉及磨削等1。金屬材料按預(yù)定規(guī)格進(jìn)行切削（或磨削）加工時(shí)，為了減輕刀具和工件之間的摩擦，增加潤滑性，帶走因摩擦而產(chǎn)生的熱量和提高生產(chǎn)率，在工具與被切削、磨削的金屬材料之間注入液體，稱為金屬切削液。金屬切削液是金屬切削加工中不可缺少的佐料。合理的使用切削液，則可提高磨削速度30%左右，降低切削溫度100-150，減少切削力10%-30%，延長刀具壽命4-5倍。提高工件表面加工質(zhì)量，并能降低加工成本2。金屬切削液廣泛

13、用于機(jī)械加工行業(yè)，給人類創(chuàng)造巨大效益的同時(shí)，也對人的身體健康構(gòu)成危害，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染3。首先，切削加工中使用過的廢液若不經(jīng)有效處理直接排放或焚燒會對水資源、大氣及土壤造成污染，如切削液中防銹劑磷酸鈉的積累會使河流、湖泊因富營養(yǎng)化而出現(xiàn)赤湖；防腐殺菌劑苯酚生物降解性差，對魚類等水生物有毒性4。其次，切削液中的礦物油、表面活性劑等脫脂作用，防腐殺菌劑的刺激性，會使人體皮膚干燥、脫脂，甚至引起開裂、紅腫、化膿等。此外，切削液腐敗產(chǎn)生的惡臭對呼吸的影響和油基切削液形成的油霧，易引起火災(zāi)等不安全因素5。隨著21世紀(jì)金屬切削加工向高速、強(qiáng)力和高精度的方向發(fā)展，現(xiàn)代苛刻的加工條件對切削液的質(zhì)量提出了越來

14、越高的要求。數(shù)控機(jī)床、機(jī)械加工中心和柔性制造系統(tǒng)等先進(jìn)制造技術(shù)已逐漸推廣應(yīng)用，而先進(jìn)制造技術(shù)和難加工材料的切削加工均離不開冷卻潤滑技術(shù)，因而，切削液越來越重要。再者，隨著全球人類環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)和國際社會對生態(tài)環(huán)境的日益重視，人們越來越重視切削液對環(huán)境的污染問題。盡管對環(huán)境無污染的干切削技術(shù)得到成功的應(yīng)用，但其應(yīng)用范圍非常有限。因此，在不影響切削液使用性能的前提下，在對切削液的配制過程中應(yīng)多考慮其對環(huán)境和人體的影響6。1.2 切削液的概述1.2.1 切削液的發(fā)展人類使用切削液的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。人們在磨制石器、銅器、鐵器時(shí)，就知道澆水可以提高效率和質(zhì)量。在古羅馬時(shí)代，車削活塞泵的鑄

15、件時(shí)就使用橄欖油，16世紀(jì)使用牛脂和水溶劑來拋光金屬盔甲。從1775年英國的約翰·威爾金森（J.wilkinson）為了加工瓦特蒸汽機(jī)的汽缸而研制成功鏜床開始，伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應(yīng)用。到1860年經(jīng)歷了漫長發(fā)展后，車、刨、銑、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機(jī)床相繼出現(xiàn)，也標(biāo)志著切削液開始較大規(guī)模的使用。19世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家就已首先進(jìn)行了切削液的評價(jià)工作。F·W·Taylor7發(fā)現(xiàn)并闡明了使用泵供給碳酸鈉水溶液可使切削速度提高3040的現(xiàn)象和機(jī)理。針對當(dāng)時(shí)使用的刀具材料是碳素工具鋼，切削液的主要作用是冷卻，故提出“冷卻劑：一詞。從那時(shí)起，人們把

16、切削液稱為冷卻潤滑液。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。最早，人們采用動植物油來作為切削液，但動植物油容易變質(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。在第一次世界大戰(zhàn)之后，開始研究和使用礦物油和植物油合成的復(fù)合油。1924年，含硫、氯的切削油獲得專利并應(yīng)用于中切削、拉削、螺紋和齒輪加工。刀具材料的發(fā)展推動了切削液的發(fā)展，1848年發(fā)明了高速鋼，切削速度較前提高了24倍。1927年德國首先研制出硬質(zhì)合金，切削速度比高速鋼又提高25倍。隨著切削溫度的不斷提高，油基切削液的冷卻性能已

17、不能滿足切削要求，這時(shí)人們又開始重新重視水基切削液的優(yōu)點(diǎn)。1915年生產(chǎn)出水包油型乳化液，并與1920年成為優(yōu)先選用的切削液用于重切削。1948年在美國研制出第一種無油合成切削液，并在20世紀(jì)70年代由于油價(jià)沖擊而應(yīng)用提高8。近幾十年來，由于切削技術(shù)的不斷提高，切削機(jī)床的不斷涌現(xiàn)，刀具和工件材料的發(fā)展，推動了切削液的發(fā)展。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的深入發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)，對切削液技術(shù)提出了新的要求，它將推動切削技術(shù)向更高領(lǐng)域發(fā)展。1.2.2 切削液的分類目前，切削液的品種繁多，作用各異，但歸納起來分為兩大類，即油基切削液和水基切削液9。1) 油基切削液油基切削液是以礦物油為主要成分，根據(jù)加工

18、工藝和加工材料的不同，可以用純礦物油，也可以加入各類油性添加劑和極壓添加劑以提高其潤滑效果。（1）純礦物物油主要采用用煤油、柴油等輕質(zhì)油。輕質(zhì)油主要用于鑄鐵的切削及研磨加工，有利于鐵粉的沆降。純礦物油成本低、穩(wěn)定性好，對金屬不腐蝕，使用周期長。在使用過程中，即使有少量切削液漏入齒箱、軸承和液壓系統(tǒng)中或部分潤滑油漏入切削油中，都不致影響機(jī)床的使用性能。但礦物油由于不含潤滑添加劑，潤滑效果較差，承載能力較低，一般只適用于輕負(fù)荷切削及易切削鋼材和有色金屬的加工。對于要求低溫流動性能好的切削油，可用聚烯烴等合成油，凝點(diǎn)可達(dá)-30以下，但價(jià)格昂貴。（2）脂肪油（或油性添加劑）+礦油 脂肪油曾被廣泛用作切

19、削油，一般用于精車絲杠、滾齒、剃齒等精密切削加工，常用的有菜籽油、豆油、豬油等。脂肪油主要由脂肪酸組成，對金屬表面有較強(qiáng)的吸附性能，具有良好的潤滑性能，其缺點(diǎn)是易氧化變質(zhì)，并在機(jī)床表面形成難于清洗的粘膜（即“黃袍”）。（3）非活性極壓切削油由礦物油+非活性極壓添加劑組成。所謂非流活性極壓切削油是指切削油在100，3h的腐蝕試驗(yàn)中，銅片腐蝕在2級以下（中等程度均勻變色）。氯化石蠟、磷酸酯、高溫合成的硫化脂肪油等屬非活性極壓添加劑。這類切削油的極壓潤滑性能好，對有色金屬不腐蝕，使用方便，被廣泛用于多種切削加工。（4）活性極壓切削油由礦物油+反應(yīng)性強(qiáng)的硫系極壓添加劑配制而成。這類切削油對銅片的腐蝕為

20、3-4級，對有色金屬有嚴(yán)重腐蝕。它有良好的抗燒結(jié)性能和極壓潤滑性，可以提高高溫條件下刀具使用壽命，對刀具積屑瘤有強(qiáng)的控制能力，多用于容易啃刀的材料和難加工材料的切削。（5）復(fù)合切削油由礦物油+油性和極壓添加劑配制而成。油性添加劑，如高級脂肪酸、脂肪油等，這些化合物在表面產(chǎn)生物理吸附和化學(xué)吸附，形成一個分子膜吸附層，可降低切削時(shí)的摩擦阻力，但這類添加劑只在較低的溫度時(shí)才有效，當(dāng)溫度高于200，極性化合物產(chǎn)生解吸和分解而失去潤滑作用，這時(shí)，需要極壓添加劑發(fā)揮作用。同時(shí)，含有油性劑和硫、磷、氯極壓添加劑的復(fù)合切削液，可以在很寬的范圍內(nèi)保持良好的潤滑狀態(tài)，適合于多工切削及多種材料的加工。2) 水基切削

21、液水基切削液由于具有導(dǎo)熱系數(shù)打，冷卻、潤滑和防銹性能好等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展迅速，在機(jī)械加工工業(yè)中已被廣泛使用10。 水基切削液分為三類，即乳化液、合成切削液和半合成切削液。（1） 合成切削液：它的濃縮液不含礦物油，由水溶性防銹劑、油性劑、極壓劑、表面活性劑和消泡劑等組成、稀釋液呈透明狀或半透明狀。主要優(yōu)點(diǎn)是：使用壽命長；優(yōu)良的冷卻和清洗性能；適合高速切削；溶液透明，具有良好的可見性，特別適合數(shù)控機(jī)床、加工中心等現(xiàn)代加工設(shè)備上使用。但合成切削液容易洗刷掉機(jī)床滑動部件上的潤滑油，造成滑動不靈活，潤滑性能相對差些。（2） 半合成切削液：也稱微乳化切削液。它的濃縮液由少量礦物油（含量為5%30%），油性劑

22、、極壓劑、防銹劑、表面活性劑和防腐劑等組成。稀釋液油滴直徑小于1m，稀釋液呈透明狀或半透明狀。它具備乳化液和合成切削液的有點(diǎn)，有彌補(bǔ)了兩者的不足，是切削液的發(fā)展趨勢。1.2.3 切削液的作用在金屬加工過程中，使用切削液，有以下幾種目的：（1）延長工具（或砂輪）的使用壽命；（2）降低工件表面粗糙度和提高工件精度；（3）是切削和灰末從切削區(qū)域沖走；（4）降低切削力和提高切削效率。因此，良好的切削液必須具有潤滑、冷卻、清洗、防銹四個主要作用11。 （1）潤滑作用：當(dāng)代的切削機(jī)床，向著程控化、自動化、加工中心的方向發(fā)展。機(jī)械加工要求高精度、高生產(chǎn)率。生產(chǎn)過程中更換刀卡具和機(jī)床調(diào)整是保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵，

23、要求很高，占用的工時(shí)很多，因之提高生產(chǎn)率的一個切實(shí)可行的重要途徑，是盡量延長刀具的使用壽命，減少機(jī)床調(diào)整時(shí)間。切削液的潤滑作用是通過切削液滲入到切屑，工件與刀具的接觸表面以后，粘附在金屬表面上，形成潤滑膜而產(chǎn)生的，這種潤滑膜減少了切削與前面刀和工件與厚刀面之間的摩擦系數(shù)，減輕粘結(jié)現(xiàn)象和抑制切屑瘤，從而降低表面粗糙度和提高刀具耐用度。所以潤滑作用的好壞，直接關(guān)系到刀具的使用壽命和工件的表面粗糙度和精度。（2）冷卻作用：在切削加工過稱中所消耗的功，絕大部分都轉(zhuǎn)變成切削熱。在任何情況下，熱量對切削刀具和加工表面都是有害的，刀具抵抗作用于刀具上力的能力，隨著溫度的上升而很快降低。切削液通過熱傳導(dǎo)、對流

24、、汽化熱而起到冷卻作用，它能有效改善散熱條件，將已產(chǎn)生的切削熱迅速地從切削區(qū)帶走，使切削區(qū)域的溫度下降，從而減少工件的熱變形，提高刀具的耐用度和產(chǎn)品的加工精度。（3）清洗作用：在金屬切削過程中，切削、鐵粉、磨屑、油污等物易粘附在工件表面和刀具、砂輪上，影響切削效果，同時(shí)使工件和機(jī)床變臟，不易清洗所以切削液必須具有良好的清洗作用，對于油基切削液，粘度越低，清洗能力越強(qiáng)，特別是含有柴油、煤油等輕組分的切削液，滲透和清晰性能就更好。含有表面活性劑的水基切削液，清洗效果較好表面活性劑一方面能吸附各種粒子、油泥，并在工件表面形成一層吸附膜，阻止粒子和油泥粘附在工件、刀具和砂輪上，另一方面能滲入到粒子和油

25、污粘附的界面上把粒子和油污從界面上分離，隨切削液帶走，從而起到清洗作用。切削液的清洗作用還應(yīng)表現(xiàn)在對切屑、鐵粉、油污等有良好的分離和沉降作用。循環(huán)使用的切削液在回流到冷卻槽后能迅速是切屑、鐵粉、磨屑、微粒等沉降于容器的底部油污等物懸浮與液面上，這樣便可保證切削液反復(fù)使用后仍能保持清潔，保證加工質(zhì)量和延長使用周期。（4）防銹作用：為了使加工件、機(jī)床和刀具不受周圍介質(zhì)（如空氣、水分、手汗等）腐蝕，要求切削液具有良好的防銹作用。防銹作用的好壞，取決與切削液本身的性能和加入防銹添加劑的作用。切削液防銹性能好壞，在我國對于很多行業(yè)（如軸承和儀表等）和一些地區(qū)（潮濕地區(qū)）來說，是一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。切削液

26、的作用機(jī)理比較復(fù)雜，潤滑、冷卻、清洗、防銹四個作用并不是孤立的，它們有統(tǒng)一的一面，又有對立的一面，而且各類切削液的作用，均有它的側(cè)重性和針對性。所以要具體情況具體分析。1.2.4 切削液的研究現(xiàn)狀和趨勢機(jī)械工業(yè)年耗電量300多億度，其中60%以上均消耗在各種切削機(jī)床上，這些消耗很大程度上取決于切削液的質(zhì)量和使用技術(shù)水平12。然而，隨著金屬切削液的廣泛使用，人們發(fā)現(xiàn)切削液是金屬切削加工的主要污染源，除了使用時(shí)會對操作人員的身體健康構(gòu)成危害外，廢液的排放也會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。隨著現(xiàn)在機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，切削技術(shù)和切削工藝的不斷創(chuàng)新，對機(jī)械加工的配套材料金屬切削液提出了更苛刻的要求。由于油基切削

27、液的冷卻性能已不能完全滿足苛刻要求，且“低能耗，低成本，低公害”的要求日漸嚴(yán)格，金屬切削液逐漸向水基切削液過渡成為了新的發(fā)展方向13。在日本，水基切削液產(chǎn)品的份額增長趨勢更為明顯。在美國和歐洲發(fā)達(dá)國家，水基切削液已成為最重要的金屬切削液，并且微乳化液得到了廣泛的應(yīng)用，目前正大力研究和開發(fā)環(huán)保型水基切削液14。我國目前非常重視水基金屬切削液的研究和推廣應(yīng)用工作，在“六五”、“七五”、和“八五”期間均安排了攻關(guān)任務(wù)，并取得了一定的成果15-16。目前，我國水基切削液的使用范圍越來越廣，但是水基切削液的研究情況仍相對落后，市場銷售的水基切削液仍以乳化液為主17。從宏觀角度考慮，該類產(chǎn)品中的防銹劑大部

28、分含有亞硝酸鈉和磷酸鈉，極壓潤滑劑常含有短鏈氯化石蠟。亞硝酸鈉雖然具有良好的防銹效果，但是易于胺類化合物反應(yīng)生成亞硝酸胺，這是世界衛(wèi)生醫(yī)學(xué)界所公認(rèn)的致癌物質(zhì)，磷酸鈉的積累會使河流、湖泊因營養(yǎng)富化而出現(xiàn)赤潮：而氯化石蠟是海水污染物之一。近年來，我國有關(guān)文獻(xiàn)18報(bào)導(dǎo)了亞硝酸鈉的防銹劑和環(huán)己六醇六磷酸酯，但是防銹劑鉬酸鈉因其成本高，環(huán)己六醇六磷酸酯因其易水解，性能不穩(wěn)定，均在推廣中受到限制。采用生物降解性好的植物油和合成酯代替礦物油的研究尚處于起步階段。隨著環(huán)境保護(hù)和人類健康日益成為全社會關(guān)注的焦點(diǎn)，切削液的健康和環(huán)保問題成為切削液領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。為了適應(yīng)社會發(fā)展的要求，現(xiàn)代切削液的發(fā)展出現(xiàn)了

29、新的趨勢：（1） 礦物油逐漸被生物降解性好的植物油和合成酯所代替；（2） 油基切削液逐漸被水基切削液所代替；（3） 開發(fā)性能優(yōu)良且對人體無害和對環(huán)境無污染的添加劑。1.3 本課題研究的內(nèi)容及主要目標(biāo)1.3.1 課題研究目標(biāo)目前，國內(nèi)線切割機(jī)所使用的水基切削液主要是乳化液。該類切削液中的添加劑主要含有硫、磷、氯元素等，且刺激性氣味濃烈，有一定腐蝕性，使用范圍較窄，易對人體造成傷害。此外，該類切削液使用壽命短，廢液的排放對環(huán)境造成極大的污染。為保護(hù)環(huán)境而加強(qiáng)的規(guī)定，使得切削液的設(shè)備、管理和廢液處理等的總成本費(fèi)用上升，因而直接促使生產(chǎn)加工費(fèi)用的上升。因此，迫切需要研制一種性能優(yōu)良且無毒無害的新型切削

30、液。以滿足現(xiàn)在切削加工的要求。本課題研究的目的在于研發(fā)一種具有優(yōu)良的冷卻、防銹、清洗和潤滑性能，不含亞硝酸鈉和氯、硫、磷元素等，用于線切割、機(jī)床冷卻等的新型環(huán)保型切削液。該切削液不僅應(yīng)具有最佳的性能，而且對人體無危害，對環(huán)境無污染，符合國家環(huán)保要求，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削液，并且成本低于傳統(tǒng)的切削液。1.3.2 課題的研究內(nèi)容本課題所要研制的就是一種新型的環(huán)保型切削液，其中防銹劑、潤滑劑等是切削液的重要組成部分，也在環(huán)保型切削液中占了很大的份額，它們的性能的好壞很大程度上影響了切削液的性能，并且藥品的正確使用也關(guān)系到成本的高低。因此，對添加劑的選擇和用量是整個課題的研究關(guān)鍵，其具體的研究內(nèi)容包

31、括：1) 切削液的配方的研究,主要包括對主要添加劑的選擇。2) 用正交法研究不同分量的藥品對切削液性能的影響。3) 所配制的切削液的pH值、粘度、電導(dǎo)率的測定并與已知樣品的pH值、電導(dǎo)率相比較；4) 最終確定新型切削液的配方；5) 在機(jī)械加工廠的線切割機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，考察切削液的實(shí)際應(yīng)用效果。9第二章 實(shí)驗(yàn)方案及過程2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器試驗(yàn)所用藥品如表2-1所示，其中試驗(yàn)用水為實(shí)驗(yàn)室自制去離子水。表2-1 試驗(yàn)試劑試驗(yàn)藥品分子式分子量產(chǎn)家20#機(jī)油-OP乳化劑（分析純）-天津市科密歐化學(xué)試劑公司氫氧化鈉(分析純)NaOH40.00天津市恒興化學(xué)試劑公司無水碳酸鈉（分析純）Na2CO3105.9

32、9天津市津北精細(xì)化工公司油酸（分析純）CH3(CH2)7CH:CH(CH2)7COOH282.47天津市富宇精細(xì)化工公司三乙醇胺（分析純）N(CH2CH2OH)3149.19天津市富宇精細(xì)化工公司吐溫-80 （化學(xué)純）-天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠試驗(yàn)儀器及設(shè)備：電子天平（DT-200A），250、50ml燒杯，玻璃棒，10ml的移液管，吸耳球，pH試紙，5ml量筒，秒表，電導(dǎo)率儀等。2.2 總體設(shè)計(jì)方案為滿足切削液潤滑、防銹、冷卻、清洗性能，同時(shí)使切削液配制工藝簡單、性能穩(wěn)定、節(jié)約原材料成本，需對切削液的添加劑進(jìn)行合理的配制，找出最佳的組分用量。本章的實(shí)驗(yàn)方案如下：1) 進(jìn)行試探性試驗(yàn)，找出主

33、要試劑用量的最佳比例，從而制定出最初的切削液的配方；2) 觀察最初切削液與工廠提供的切削液的外觀形態(tài)的不同，并向兩種切削液加入等量的水后分別測定它們的pH、粘度、電導(dǎo)率同時(shí)進(jìn)行分析二者的不同之處。3) 根據(jù)對最初切削液配發(fā)的研究，運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)的方法來確定乳化劑的最佳用量，分析其性能，從而確定出切削液配方的最佳方案；4) 分析最佳方案，進(jìn)行調(diào)整，再用正交實(shí)驗(yàn)法確定新型切削液的最佳配方，并與已提供的試樣切削液相對比分析其性能，最后確定出新型切削液的配方。2.3 實(shí)驗(yàn)原料配比的確定2.3.1 主要試劑的用量的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)18，采用20#機(jī)油作為實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)油。基礎(chǔ)油主要起潤滑作用，同時(shí)也是油溶性添

34、加劑、表面活性劑等的載體。首先用單因素實(shí)驗(yàn)法確定油酸與吐溫-80的最佳反應(yīng)配比，方法為按表2-2所示的配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。表2-2 單因素實(shí)驗(yàn)配方油酸 吐溫-80pH試紙的顯色未加水時(shí)的形態(tài)加水后的外觀形態(tài) 1 1 黃色油狀呈黃色呈乳白色，表面有油狀物漂浮 1 2 黃色 油狀呈黃色呈乳白色，表面有油狀物漂浮 1 3 黃色 油狀呈黃色呈乳白色，表面有油狀物漂浮 2 3 偏黃 油狀呈黃色呈乳白色，很穩(wěn)定 2 4 黃色 油狀呈黃色呈乳白色 ，較穩(wěn)定 2 5 黃色 油狀呈黃色呈乳白色 ，較穩(wěn)定從表2-2中得出，2ml的油酸與3ml的吐溫-80反應(yīng)時(shí)，混合液加水后呈乳白色最穩(wěn)定，靜置后，表面的油狀漂浮物較少。

35、2.3.2 確定乳化劑的用量乳化劑用量就是油酸、吐溫-80、三乙醇胺三種材料用量的多少。1.實(shí)驗(yàn)方法采用L9（34）正交實(shí)驗(yàn)方案，將油酸、吐溫-80、C三乙醇胺三個因素的各水平填入正交表，按照正交表所提供的數(shù)據(jù)配制九組切削液，配制好后，首先與工廠提供的試樣切削液的外觀形態(tài)行對比，然后向各組切削液以及等量的試樣切削液加入100ml水進(jìn)行pH、粘度、電導(dǎo)率的對比。2.基本操作1 用50ml的燒杯取機(jī)油10ml,按照表2-4所示的配方用5ml的量筒取相應(yīng)量的吐溫-80加入機(jī)油中；2 取1ml的水于200ml的燒杯中，按照表2-4所示的配方用5ml的量筒去相應(yīng)量的三乙醇胺加入水中，用電子天平稱取0.1

36、5g無水Na2CO3加入水相中并用玻璃棒攪拌至均勻；3 將第一步中的油相滴入第二步中的水相中，然后向其中加入1ml的OP乳化劑，用玻璃棒將此時(shí)的混合液攪拌至透明；4 向攪拌好的混合液中加入100ml水，用玻璃棒攪拌至乳白色溶液。5 另去一個燒杯倒入等量的樣品切削液，加入100ml水并用玻璃棒攪拌至乳白色。3.檢測性能檢測配好的乳白色溶液的pH、粘度、以及電導(dǎo)率。1 pH值pH值亦是切削液的一項(xiàng)重要指標(biāo)。切削液的pH值過高，可能會造成操作者皮膚過敏和有色金屬腐蝕；pH值過低，則會影響切削液的防銹性能和抗菌性能。目前，切削液的pH值的檢測方法主要有pH試紙法和pH計(jì)法，此次實(shí)驗(yàn)使用的是pH試紙法。

37、這種方法雖然精度較差，但操作簡單，更適于現(xiàn)場應(yīng)用。具體操作如下：用玻璃棒分別蘸取加了水后的實(shí)驗(yàn)切削液與樣品切削液滴至pH試紙上，待pH試紙變色后與比色卡相對比，確定出其pH值。粘度切削液的潤滑作用也與切削液的粘度有關(guān)，只有低粘度的切削液才能瞬間流入切削區(qū)內(nèi)。實(shí)驗(yàn)所使用的測粘度的方法為粗略檢測，誤差較大，具體的操作為：1) 取1個10ml的移液管，首先用吸耳球吸取10ml的蒸餾水，用大拇指按住管口。在移去大拇指的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，直到水滴完的那一刻停止計(jì)時(shí)，記下所用的時(shí)間,重復(fù)此步驟三次，最后數(shù)值取平均值。2) 用吸耳球和移液管分別去取加了水后的實(shí)驗(yàn)切削液與樣品切削液10ml，重復(fù)1）中的實(shí)驗(yàn)步驟，

38、記下滴完所用的時(shí)間，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，最后數(shù)值取平均值。3) 已知蒸餾水在常溫下的粘度為1.0005×10-3/Pa·s，根據(jù)等式（2-1）即可算出所求液體的粘度。 （2-1）其中為粘度系數(shù)(/Pa·s)，t（s）為液體滴完移液管所用的時(shí)間。1為水的粘度，t1為水滴完移液管所用的時(shí)間，而2為所求溶液的粘度。電導(dǎo)率由于切削液在使用過程中不斷補(bǔ)充水分所引發(fā)的礦物質(zhì)累積，以及外界雜質(zhì)的引入，會導(dǎo)致切削液電導(dǎo)率不斷上升。當(dāng)電導(dǎo)率上升至一定的階段，切削液會出現(xiàn)析皂分層現(xiàn)象，使加工能力迅速下降。因此，電導(dǎo)率也是衡量切削液好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常檢測切削液電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀。具體操

39、作為：用電導(dǎo)率儀分別測出加了水后的實(shí)驗(yàn)切削液與樣品切削液的電導(dǎo)率，并相對比，看實(shí)驗(yàn)制備的切削液是否達(dá)標(biāo)。2.4 新型切削液的配方2.4.1 主要成分的配比在2.2的基礎(chǔ)上以及大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，影響切削液性能的主要成分為：A(油酸)、B(三乙醇胺)、C（OP乳化劑），通過對各成分的分析，制定了實(shí)驗(yàn)因素水平表（見表2-5）1）實(shí)驗(yàn)方法：該實(shí)驗(yàn)包括3個因素三水平，根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)規(guī)律，選用L9（34）正交實(shí)驗(yàn)方案，將表2-5所示的A（油酸）、B(三乙醇胺)、C(OP乳化劑)三個因素的各水平填入正交表，即得到了2-6所示的正交表來安排實(shí)驗(yàn)。每個實(shí)驗(yàn)除了A、B、C三個量為變量外，其他原料的用量均相等：即

40、10ml的機(jī)油為實(shí)驗(yàn)所用的基礎(chǔ)油，0.15g碳酸鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)pH。從實(shí)驗(yàn)中可確定出三個因素的最佳實(shí)驗(yàn)比，這樣就可以確定出新型切削液的配方。2）基本操作：1. 用50ml的燒杯取機(jī)油10ml,按照表2-4所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)依次用5ml量筒量取相對應(yīng)的油酸、三乙醇胺的反應(yīng)量加入機(jī)油中，用玻璃棒攪拌均勻；2. 用5ml的量筒量取表2-4所示的對應(yīng)的OP乳化劑的反應(yīng)量，倒入另外一個燒杯中，并用電子天平稱取0.15g的無水碳酸鈉加入到OP乳化劑中，并用玻璃棒攪拌至無水碳酸鈉徹底溶解；3. 將溶有無水碳酸鈉的OP乳化劑倒入步驟1中的混合液當(dāng)中并用玻璃棒攪拌至透明狀；4. 用量筒量取100ml的水加入到步驟3中的

41、混合液中，玻璃板攪拌。并觀察其外觀；按照以上方法可確定出切削液的配方，然后按照此配方配制一定的新型切削液，同時(shí)取等量的試樣切削液，并向兩種切削液內(nèi)加入等量的水，對所配制的兩種液體進(jìn)行性能分析，最終確定新型切削液的最終配方35第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1 實(shí)驗(yàn)原料的分析3.1.1 主要試劑的分析油酸，分子式為CH3(CH2)7CH:CH(CH2)7COOH為不飽和脂肪酸，與三乙醇胺反應(yīng)的最佳反應(yīng)比為1:2，反應(yīng)后為乳狀液的醇胺類化合物，其pH為9.0，且防銹性能非常好，可以作為潤滑劑、油性劑、表面活性劑來使用。三乙醇胺，分子式為N(CH2CH2OH)3，可作為非離子表面活性劑起著增溶、分散、穩(wěn)定

42、的作用，且不受稀釋水質(zhì)的影響。吐溫-80，是親水性的表面活性劑，切削液中添加吐溫-80可提高其潤滑性，但其缺點(diǎn)是造價(jià)較高，并且吐溫-80中親脂成分包括不飽和脂肪酸，這些不飽和脂肪酸十分容易氧化降解而產(chǎn)生更多的有毒成分，由此而產(chǎn)生的毒副反應(yīng)將會超過產(chǎn)品本身帶來的益處。OP乳化劑，HLB值為14.5，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在乳化前在OP-10乳化劑中預(yù)先加入適量的水，使其稀釋到適當(dāng)?shù)臐舛群笤偃榛A(chǔ)油，所得到的乳化油在水中的分散能力大大提高，即可得到較穩(wěn)定的乳化液。3.1.2 防銹劑的合成與選用防銹性是評價(jià)金屬切削液性能好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)，所添加的防銹劑應(yīng)是一種極性很強(qiáng)的化合物，它的作用在于防止工件生銹。防銹

43、劑大多采用一些極性物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一端是極性很強(qiáng)的基團(tuán)，具有親水性；另一端是非極性的烷基，具有疏水性。當(dāng)含有防銹劑的溶液與金屬接觸時(shí)，防銹劑分子中的極性基團(tuán)對金屬表面有很強(qiáng)的吸附性，并在金屬表面形成緊密的單分子或多分子保護(hù)層，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬接觸，起到防銹作用。防銹劑還對水及一些腐蝕物質(zhì)有增溶效果，可起到分散和（或）減活作用，從而減輕腐蝕物質(zhì)對金屬的腐蝕。此外，堿性防銹劑對酸性物質(zhì)還有中和作用，可使金屬免受酸的腐蝕19。一般認(rèn)為防銹劑性能與有機(jī)分子極性基團(tuán)的功能有關(guān)。這些極性基團(tuán)包括-COOH、-CONH、-SO3H、-OH、-NH等20。根據(jù)防銹劑的吸附原理，分子中的極性基團(tuán)能吸附

44、于金屬表面，而疏水性的烴基在金屬表面形成保護(hù)膜，防止水分侵蝕金屬表面，從而起到防銹效果。有機(jī)分子在水中的溶解性與烷基鏈的長短和親水性基團(tuán)的多少有關(guān)。作為水溶性的防銹劑，分子中不但要有起防銹作用的極性基團(tuán)，而且要求分子具有一定的水溶性。對于水溶性防銹添加劑，亞硝酸鈉是長期被認(rèn)為有效的防銹添加劑，但人們已逐漸認(rèn)識到它對人體有致癌的可能性。鉻酸鹽、重鉻酸鹽對鋼鐵也具有良好的防銹作用，但是有毒、會污染環(huán)境，它們的使用均受到限制。磷酸鹽類防銹劑會污染環(huán)境，因此其使用也受到限制。經(jīng)過篩選，有機(jī)羧酸與醇胺類物質(zhì)反應(yīng)得到的產(chǎn)物兼具良好的防銹性能和水溶性能。研究表明21,采用油酸與三乙醇胺反應(yīng)后的產(chǎn)物具有良好的

45、防銹性能；磺化蓖麻油與三乙醇胺反應(yīng)后的醇胺類化合物的防銹性能也非常好；硼酸酯是一種優(yōu)良的多功能防銹潤滑添加劑。由于單獨(dú)使用這些防銹劑所需濃度較高，因此可選用上述一種或幾種有機(jī)防銹劑與碳酸鈉、硼砂、苯甲酸鈉等無機(jī)防銹劑復(fù)配，以提高防銹能力和減少試劑用量。但是，過多的添加劑進(jìn)行復(fù)配不僅提高了產(chǎn)品的成本，而且由于各添加劑的復(fù)雜性，給切削液配方的確定造成困難。所以，找到兩種既有防銹性，又有潤滑性，且能溶于水，并性能穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配。本實(shí)驗(yàn)中采用油酸與三乙醇胺、碳酸鈉復(fù)配為防銹劑，此時(shí)復(fù)配的防銹劑不僅具有良好的防銹性能和水溶性能，而且不具有氮、磷等對環(huán)境有害的元素，從防銹劑這一方面做到了環(huán)保的要求

46、，即對操作人員沒有傷害，也便于后續(xù)切削液的處理，對環(huán)境沒有污染。3.1.3 表面活性劑的選擇能顯著降低溶劑（一般為水）表面張力和液液界面張力的化學(xué)物質(zhì)稱為表面活性劑。表面活性劑具有親水、親油的性質(zhì)，在水基切削液中起到乳化、分散、洗滌、潤濕、殺菌和防腐蝕等作用。然而，表面活性劑用量過多，又會使泡沫增多，影響切削加工的能見度，過量泡沫甚至?xí)绊懻Ｊ褂?。微乳化切削液中分散相的高度?xì)化和體系的穩(wěn)定性是依靠表面活性劑的潤濕、分散、乳化、增溶等作用實(shí)現(xiàn)的。在乳化液中，表面活性劑的用量一般為20%50%，而在微乳化液中，用量可高于40%，以保證分散相油滴細(xì)化，使體系保持高度穩(wěn)定性。表面活性劑是使油和水乳化

47、的關(guān)鍵性物質(zhì)，一般分為陽離子型表面活性劑、陰離子表面活性劑和非離子型表面活性劑。陽離子型表面活性劑通常使乳化液呈酸性，使乳化液容易腐敗變質(zhì)，故極少用。陰離子型表面活性劑的特點(diǎn)是乳化性能好，并有一定的清洗和潤滑性能，但抗硬水能力差，且易起泡，常與非離子表面活性劑配對使用。非離子型表面活性劑在水中不電離，其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團(tuán)（醚基和羥基）構(gòu)成，不易受強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)酸鹽類的影響，也不易受酸堿的影響，與其他類型的表面活性劑相溶性好，能很好地混合使用。但由于在溶液中不電離，故在一般的固體表面上不易產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸附，另外，隨溫度的升高，很多非離子型表面活性劑溶解度降低甚至不溶，會造成乳化液渾

48、濁，不透明。所以，通常通過調(diào)整陰離子型表面活性劑和非離子表面活性劑的配比，使HLB值與分散相配，以獲取最佳的分散乳化效果。根據(jù)文獻(xiàn)知22,乳化油劑所需的HLB值為914，單一乳化劑很難形成穩(wěn)定的乳化液。根據(jù)HLB值，在實(shí)驗(yàn)中使用的是OP乳化劑和三乙醇胺復(fù)配成的乳化劑，三乙醇胺可作為陰離子表面活性劑，結(jié)果表明其乳化效果較好，此外，OP乳化劑和三乙醇胺均不含有有害于人體和環(huán)境的元素，環(huán)保無害，而且，這兩類藥品價(jià)格適宜，容易購買，從根本上降低了切削液的成本。3.1.4 潤滑劑和極壓潤滑劑的合成與選用在金屬切削加工中，切削、工件與刀具之間的摩擦狀態(tài)可分為干摩擦、流體潤滑摩擦和邊界潤滑摩擦三大類。大多數(shù)

49、難加工金屬材料的加工處于極壓潤滑狀態(tài)，此時(shí)油性添加劑在摩擦表面形成的潤滑膜將被高溫高壓所破壞，因此必須依靠極壓添加劑形成另一種潤滑膜。這層潤滑膜是極壓添加劑在高溫高壓下進(jìn)入切削、工件與刀具界面之間與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所生成的氯化鐵、硫化鐵等化學(xué)吸附膜，它可使邊界潤滑層具有良好的潤滑性21。在極壓潤滑狀態(tài)下，切削液中必須添加極壓添加劑，以維持潤滑膜強(qiáng)度。常用的極壓添加劑為含硫、磷、氯、碘、硼等的有機(jī)化合物，它們可在高溫下與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成化學(xué)吸附膜，它比物理吸附膜的熔點(diǎn)高得多，可防止極壓潤滑狀態(tài)下金屬摩擦界面的直接接觸，起到減小摩擦、保持潤滑的作用?？勺鳛樗苄詽櫥瑒┦褂玫闹挥杏退?、亞油

50、酸、氯化脂肪酸、磷酸三乙酯等幾種物質(zhì)，但它們的減摩抗極壓能力有限。由此可見，傳統(tǒng)的防銹劑和潤滑劑功能單一，不能很好滿足現(xiàn)代新型切削液的要求。為使切削液具有優(yōu)良的綜合性能，必須同時(shí)添加幾種物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配，這樣不僅提高了成本，而且由于各種添加劑之間相互作用復(fù)雜，勢必給配方的確定造成困難。所以，本實(shí)驗(yàn)在選擇防銹劑的時(shí)候，就考慮了其也具有優(yōu)良的潤滑性等其他功能。研究表明22，油酸三乙醇胺除具有防銹性和潤滑性能外，還是一種表面活性劑，具有良好的滲透性和浸潤性，有助于進(jìn)入高溫高壓下的加工面，形成極壓潤滑膜。3.1.5 其他添加劑的選用切削液中使用的輔助添加劑還包括消泡劑、pH調(diào)整劑等。而在本實(shí)驗(yàn)中只添加了p

51、H調(diào)整劑。切削液的pH值應(yīng)保持在810之間，pH值過低易滋生細(xì)菌霉變，pH值過高腐蝕嚴(yán)重。本實(shí)驗(yàn)中采用NaOH與Na2CO3的配比來調(diào)節(jié)pH，Na2CO3與油酸、三乙醇胺復(fù)配為防銹劑，因此它的量不能隨意改變，因此，實(shí)驗(yàn)中切削液調(diào)節(jié)pH時(shí)主要是改變NaOH的量，又因?yàn)镹aOH為強(qiáng)堿，所以在實(shí)驗(yàn)中每次添加NaOH時(shí)應(yīng)注意用量，切勿添加過多導(dǎo)致pH值過大。3.1.6 最初切削液配方的確定從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)油酸與吐溫-80在2:3的配比下混合液加水后呈乳白色最穩(wěn)定，靜置后，表面的油狀漂浮物較少。此時(shí)，按此比例即可確定出最初切削液的配方，具體見表3-1： 表3-1 最初切削液的配方 成 分用 量 機(jī)油10ml

52、 油酸2ml 吐溫-803ml OP乳化劑2ml 三乙醇胺1ml 無水碳酸鈉0.1g 水1ml按上述配方配制的相應(yīng)的切削液，同時(shí)取19ml等量的工廠提供的切削液進(jìn)行性能的比較。從外觀上來看，兩種切削液均是油狀淺黃均勻性液體，并且無分層、無沉淀。但工廠提供的試樣切削液較稀，流動性強(qiáng)。同時(shí)向這兩種切削液加入100ml水，攪拌至均勻后對比兩種切削液的性能（見表3-2）。表3-2 兩種切削液的對比靜置后溶液形態(tài)pH試紙顏色時(shí)間黏度(10-3/Pa·s)實(shí)驗(yàn)乳白色，但液面有油層顯淺黃色29500.972試樣乳白色，無任何懸浮物顯綠色28371.011 水29331.005在表3-2中，時(shí)間表示

53、液體滴完移液管所需要的時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)中水滴完移液管所使用的時(shí)間為2933，液體的粘度是根據(jù)等式（2-1）求出的，單位為1×10-3/Pa·s。從表3-2中得出，加水后實(shí)驗(yàn)中配置的切削液呈乳白色，靜置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液面有油層漂浮著，而工廠提供的切削液試樣加水后呈透亮的乳白色且靜置一段時(shí)間后液面并沒有油層漂浮，原因一方面可能是添加劑之間沒有充分反應(yīng)，另一方面可能是由于乳化劑的量太小導(dǎo)致的。從pH這個方面看，實(shí)驗(yàn)配制的切削液使pH試紙變?yōu)闇\黃色，對照pH顯色卡，此時(shí)的pH大約在6左右，而試樣切削液使pH試紙顯淺綠色，對照pH顯色卡試樣切削液的pH為78之間，因此實(shí)驗(yàn)配制的切削液的p

54、H偏小，需要增加堿性物質(zhì)來提高pH值。另外配制的切削液的黏度小于提供的樣品切削液的黏度，并且在未加水前的切削液比試樣切削液看起來要稠很多，說明此時(shí)的配方還不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，還需對各成分進(jìn)行詳細(xì)配比試驗(yàn)。3.1.7 乳化劑用量的分析乳化劑的用量指的是A（油酸）、B(吐溫-80)、C(三乙醇胺)的實(shí)驗(yàn)最佳配比。實(shí)驗(yàn)中采用的是L4（23）正交實(shí)驗(yàn)方案，將表3-3所示的A（油酸）、B(吐溫-80)、C(三乙醇胺)填入正交表，得到表3-4所示的九組三個主要成分的用量數(shù)據(jù)，即按表3-4的配方進(jìn)行配制切削液并對配好的切削液進(jìn)行粘度、電導(dǎo)率的測定，并對所測得的粘度、電導(dǎo)率進(jìn)行極差分析，從而確定出最佳的切削液的配方。在進(jìn)行配制各組切削液的過程中，每組的其他成分均保持不變，即：10ml機(jī)油作為基礎(chǔ)油，1mlOP乳化劑以及0.15g無水碳酸鈉。 表3-3 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表水平ABC油酸 (ml )吐溫-80（ml）三乙醇胺(ml)112122323343表3-4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)號因素指標(biāo)A (ml)B （ml）C (ml)粘度 (10-3/Pa·s)電導(dǎo)率(ms/cm)11210.9651.08521320.9671.12231430.9601.20242220.9650.74652330.9810.86562410