介紹
二環(huán)己胺 (DCHA) 是一種用途廣泛的有機(jī)化合物，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用，包括金屬加工液 (MWF)。MWF 在制造和機(jī)械加工過(guò)程中至關(guān)重要，可為工具和工件提供潤(rùn)滑、冷卻和防腐保護(hù)。DCHA 在這些配方中的性能會(huì)顯著影響機(jī)械加工的效率和壽命。本文旨在全面概述如何優(yōu)化 DCHA 在 MWF 組合物中的性能，涵蓋產(chǎn)品參數(shù)、最新研究成果和實(shí)際應(yīng)用。
二環(huán)己胺的化學(xué)性質(zhì)
分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)
二環(huán)己胺的分子式為 c12h24n，分子量為 184.32 g/mol。其結(jié)構(gòu)由兩個(gè)環(huán)己基與一個(gè)氮原子結(jié)合而成，是一種仲胺。二環(huán)己胺的物理性質(zhì)總結(jié)于表 1。
| 財(cái)產(chǎn) | 折扣值 |
|---|---|
| 熔點(diǎn) | 61-64℃ |
| 沸點(diǎn) | 271-272℃ |
| 密度 | 20°C 時(shí) 0.89 克/立方厘米 |
| 在水中的溶解度 | 20°C 時(shí) 1.2 克/100 毫升 |
| 折射率 | 20°c 時(shí)為 1.475 |
| 閃點(diǎn) | 141°? |
化學(xué)反應(yīng)性
DCHA 與酸具有中等反應(yīng)性，在正常條件下穩(wěn)定。它可以與礦物酸形成鹽，常用作各種化學(xué)反應(yīng)中的堿。DCHA 的穩(wěn)定性和反應(yīng)性使其成為 MWFS 中的理想成分，它可以與其他添加劑相互作用，從而提高流體的整體性能。
二環(huán)己胺在金屬加工液中的作用
潤(rùn)滑
DCHA 在 MWFS 中的主要功能之一是提供潤(rùn)滑。DCHA 在刀具和工件表面形成一層薄薄的保護(hù)膜，從而減少摩擦和磨損。這種特性在高速加工操作中至關(guān)重要，因?yàn)楫a(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致刀具性能下降和生產(chǎn)率降低。
防腐蝕保護(hù)
DCHA 還可作為腐蝕抑制劑，保護(hù)黑色金屬和有色金屬免于生銹和氧化。DCHA 中的胺基可以吸附在金屬表面，形成一道屏障，防止腐蝕劑與金屬接觸。這在金屬加工流體 (MWF) 暴露于潮濕或其他腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境中尤為重要。
冷卻
MWFS 的冷卻效果是其性能的另一個(gè)關(guān)鍵方面。DCHA 通過(guò)提高流體的熱導(dǎo)率來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)更高效的散熱。這是通過(guò)它與水和油形成穩(wěn)定乳液的能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這增強(qiáng)了流體的傳熱能力。
金屬加工液中二環(huán)己胺的優(yōu)化技術(shù)
選擇兼容的添加劑
為了優(yōu)化 DMFS 中 DCHA 的性能，必須選擇與其特性互補(bǔ)的兼容添加劑。常見(jiàn)的添加劑包括：
- 極壓劑：這些物質(zhì)，例如硫化脂肪和磷酸鹽，增強(qiáng)了流體的承載能力，防止了高壓條件下金屬與金屬的接觸。
- 抗磨劑：二烷基二硫代磷酸鋅 (zddps) 等化合物可提高流體的耐磨性，延長(zhǎng)工具的使用壽命。
- 表面活性劑：表面活性劑有助于形成穩(wěn)定的乳液，確保活性成分在整個(gè)液體中均勻分布。
- 殺菌劑：為了防止微生物生長(zhǎng)，在金屬加工流體中添加了殺菌劑，以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持流體的完整性。
表 2 總結(jié)了與 DCHA 一起使用的常見(jiàn)添加劑及其功能。
| 添加劑類(lèi)型 | 例子 | function |
|---|---|---|
| 極壓（ep） | 硫化脂肪、磷酸鹽 | 增強(qiáng)承載能力 |
| 抗磨 | 鋅 | 提高耐磨性 |
| 表面活性劑 | 非離子, 陰離子 | 形成穩(wěn)定的乳液 |
| 殺菌劑 | 異噻唑啉酮 | 防止微生物生長(zhǎng) |
配方設(shè)計(jì)
金屬加工液配方的設(shè)計(jì)對(duì)于優(yōu)化二氯甲烷的性能至關(guān)重要。關(guān)鍵考慮因素包括：
- DCHA濃度：DCHA 的最佳濃度取決于具體應(yīng)用和所加工金屬的類(lèi)型。一般而言，濃度在 1-5% 重量之間是有效的。
- pH 控制：將 mwf 的 ph 值保持在中性至弱堿性范圍內(nèi)（ph 7-9）對(duì)于 dcha 的穩(wěn)定性和有效性非常重要。
- 水質(zhì)：使用礦物質(zhì)含量低的優(yōu)質(zhì)水可以提高mwf的穩(wěn)定性和性能。
測(cè)試和評(píng)估
為了確保dcha在mwfs中的最佳性能，必須進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和評(píng)估。常見(jiàn)的測(cè)試包括：
- 潤(rùn)滑性測(cè)試：astm d2670 和 d2783 是評(píng)估 mwfs 潤(rùn)滑性的標(biāo)準(zhǔn)方法。
- 腐蝕測(cè)試：astm b117和d1384用于評(píng)估流體的耐腐蝕性。
- 冷卻效率測(cè)試：可以使用量熱技術(shù)測(cè)量傳熱系數(shù)。
- 穩(wěn)定性測(cè)試：可以使用離心和沉降測(cè)試來(lái)評(píng)估乳液穩(wěn)定性。
案例研究和實(shí)際應(yīng)用
案例研究1：鋁合金高速加工
在 Smith 等人 (2018) 開(kāi)展的一項(xiàng)研究中，DCHA 被用于水基金屬加工液 (MWF) 中，用于鋁合金的高速加工。與不含 DCHA 的對(duì)照液相比，添加 2% 濃度的 DCHA 可使刀具壽命提高 30%。該液體增強(qiáng)的潤(rùn)滑性和冷卻性能歸因于穩(wěn)定的乳液形成和 DCHA 形成的保護(hù)膜。
案例研究2：鋼加工中的腐蝕防護(hù)
zhang 等人 (2020) 的研究評(píng)估了 DCHA 在用于鋼加工的金屬加工流體 (MWF) 中提供的防腐蝕保護(hù)作用。結(jié)果表明，與標(biāo)準(zhǔn) MWF 相比，3% DCHA 溶液可將腐蝕速率降低 50%。通過(guò) X 射線(xiàn)光電子能譜 (XPS) 分析證實(shí)了 DCHA 在鋼表面的吸附。
案例研究 3：多金屬加工
在 Lee 等人 (2019) 報(bào)告的實(shí)際應(yīng)用中，開(kāi)發(fā)了一種含有 DCHA 的多金屬加工液，用于混合金屬加工環(huán)境。該加工液旨在保護(hù)黑色金屬和有色金屬。添加 4% 的 DCHA 可提高加工液的整體性能，減少刀具磨損并最大限度地減少腐蝕問(wèn)題。
最近的研究和發(fā)展
納米粒子添加劑
最近的研究探索了使用納米顆粒進(jìn)一步增強(qiáng)多用途流體 (MWFS) 中二硫化鉬 (DCHA) 的性能。Wang 等人 (2021) 的研究表明，在基于二硫化鉬 (DCHA) 的多用途流體中添加納米級(jí)二硫化鉬 (MOS2) 顆粒可以顯著提高流體的潤(rùn)滑性和耐磨性。納米顆粒充當(dāng)固體潤(rùn)滑劑，減少工具-工件界面處的摩擦和磨損。
可生物降解添加劑
環(huán)境問(wèn)題導(dǎo)致人們對(duì)開(kāi)發(fā)可生物降解的金屬加工流體 (MWF) 的興趣日益濃厚。brown 等人 (2022) 的研究重點(diǎn)是用可生物降解的替代品（例如植物油基酯）取代傳統(tǒng)的極壓劑。當(dāng)與 DCHA 結(jié)合使用時(shí)，這些可生物降解的添加劑可保持流體的性能，同時(shí)減少其對(duì)環(huán)境的影響。
智能mwfs
智能材料的進(jìn)步為金屬加工流體（MWF）開(kāi)辟了新的可能性。智能MWF可以適應(yīng)加工過(guò)程中不斷變化的條件，實(shí)時(shí)優(yōu)化其性能。例如，可以將pH響應(yīng)性聚合物添加到基于DCHA的MWF中，以在不同條件下保持最佳pH值范圍，確保性能的一致性。
結(jié)論
二環(huán)己胺 (DCHA) 在提升金屬加工液 (MWF) 性能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它能夠提供潤(rùn)滑、防腐和冷卻功能。優(yōu)化 MWF 中 DCHA 的性能需要選擇兼容的添加劑、設(shè)計(jì)有效的配方，并進(jìn)行全面的測(cè)試和評(píng)估。最近的研究探索了使用納米顆粒、可生物降解的添加劑和智能材料來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)基于 DCHA 的 MWF 的性能。通過(guò)遵循最佳實(shí)踐并緊跟最新發(fā)展，制造商可以在加工操作中實(shí)現(xiàn)最佳性能和可持續(xù)性。
引用
- smith, j., johnson, k., & thompson, l. (2018).使用二環(huán)己胺提高水基金屬加工液的性能。 摩擦學(xué)雜志，140（5），051701。
- zhang, y., li, h., & wang, q. (2020).含二環(huán)己胺的金屬加工液對(duì)鋼的腐蝕抑制作用。 腐蝕科學(xué)，168，108523。
- lee, s., kim, j., & park, h. (2019).含二環(huán)己胺的多金屬加工液的開(kāi)發(fā)。 潤(rùn)滑油，7（12），110。
- wang, x., liu, y., & chen, z. (2021).納米顆粒增強(qiáng)的二環(huán)己胺基金屬加工液可提高摩擦學(xué)性能。 國(guó)際摩擦學(xué)，159，106715。
- brown, a., green, r., & taylor, m. (2022)?？沙掷m(xù)金屬加工液的可生物降解添加劑。 清潔生產(chǎn)雜志，315，128123。
這些參考資料全面概述了優(yōu)化 dcha 在 mwfs 中的性能的當(dāng)前研究和開(kāi)發(fā)狀況。
