一种测定切削液防腐蚀性能的方法技术

本发明专利技术属于切削液防腐蚀性能分析测试技术领域，公开一种测定切削液防腐蚀性能的方法，采用3.5%NaCl溶液，与样品按一定比例混合，经过超声震荡搅拌混合均匀，在传统三电极电化学工作站稳定工作条件下，测定切削液的防腐蚀性能；具体包含实验条件确定、分析检测方法、腐蚀极化电阻测定；本发明专利技术采用3.5%NaCl溶液与切削液样品均匀混合，将其作为电化学腐蚀介质，在最佳的三电极电化学工作站工作条件下，测定切削液的防腐蚀性能。本发明专利技术具有操作简便，检测时间短，在符合环保要求的同时能够满足测定切削液防腐蚀性能的要求，测定防腐性能费用低，稳定性好，测定结果准确的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种测定切削液防腐蚀性能的方法
本专利技术涉及沥切削液防腐蚀性能分析测试
，特别是涉及一种测定切削液防腐蚀性能的方法。
技术介绍
为了保证金属材料机加工过程的顺畅进行，切削液是一种常用的必备的辅助液体，在金属冲切等加工过程中都需要使用切削液，对金属切削工作有很大的帮助。切削液的作用有很多，其中润滑、防锈、冷却和清洗这四大作用最为主要，因而能延长刀具的使用寿命，防止金属零件锈蚀，从而带走加工过程中产生的热量，有效地清除零件和刀具表面上的切屑和粉粒灰末，改善加工质量，提高生产效率。近年来，随着切削液技术的不断提高，不断涌现大量的先进切削机床，刀具和工件材料开发，促进了切削液技术的进一步发展。经过工厂实践调研，金属零部件加工面往往容易产生锈蚀，尤其是钢铁材料，从而影响了零部件尺寸精度。这也就使人们对切削液防腐性能有了更新的要求。对于大多数金属材料零部件生产商来说，最重要的是如何方便快捷的选择防腐蚀性能优异的切削液，合理的选择切削液，既能控制经济成本，也能提高金属材料表面质量。水基切削液通常分为三大类，即乳化液、合成切削液和半合成切削液。乳化液因稳定性差,易腐败变质,现使用量减少，合成切削液和半合成切削液因其使用寿命长，优良的冷却性能和清洗性能以及好的可见性，成为切削液的发展趋势。目前，水基切削液品种繁多，防腐蚀性能有好有劣。若选择不当，会造成不良的结果。所以切削液防腐蚀性能的测定技术难点亟待解决。目前测定切削液防腐性能的测试方法很少，主流测定切削液防腐蚀性能的方法是全浸失重实验，这种传统的方法测试周期长，效率低；目前尚未发现有人很系统地利用电化学阻抗图谱法法来测定切削液的防腐蚀性能。而电化学法仅仅用来测定金属材料本身以及涂层的耐腐蚀特性，如：汪兵等，晶粒尺寸对超低碳IF钢耐大气腐蚀性能的影响，采用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种超低碳IF钢试样，采用电化学阻抗测试等手段对晶粒尺寸与IF钢耐大气腐蚀性能之间的规律进行了研究；孙虎元，钢铁热镀层海水腐蚀化学及电化学研究，从腐蚀电化学、腐蚀化学及数学模拟等角度对该镀层的腐蚀行为进行了研究；肖晓明等，铬、钼对耐候钢熔敷金属耐蚀性能和力学性能的影响，通过周浸加速腐蚀试验、锈层微观分析、电化学等方法,研究了铬和钼对耐候钢熔敷金属耐蚀性能和力学性能的影响；马丽娜等，时效处理对254SMO不锈钢电化学腐蚀性能的影响，采用极化曲线和电化学阻抗法,研究了时效处理温度对254SMo奥氏体不锈钢在3.5g/L的NaCl溶液中电化学腐蚀特性的影响。综合上述电化学三电极系统测定电化学腐蚀行为的方法，均是考察不同的工作电极在不同介质中的腐蚀特性。而切削液对钢铁的腐蚀性能的影响研究已经较为成熟，但是关注点仍然在金属材料本身。如何精准高效地测定切削液的防腐蚀性能亟待解决。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种测定切削液防腐蚀性能的方法，具有稳定性好，测试结果准确，操作方便，减少检测周期的优点。只需少量的切削液原液即可满足切削液腐蚀性能的测定，为达此目的，本专利技术提供一种测定切削液防腐蚀性能的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：1)实验条件确定，包括：a.试剂为：切削液原液、蒸馏水、分析级NaCl颗粒；3.5％NaCl溶液用量为100ml；b.电化学工作站测定切削液防腐蚀性能的工作条件和三电极体系设置：包括：开路电位OCP稳定时间，测试频率范围，正弦波信号振幅的设定；三电极体系的工作电极为球墨铸铁，面积为1cm2，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极；2)分析检测:a.工作电极制作球墨铸铁试样加工成10mm×10mm×10mm的立方体作为工作电极，经过冷镶嵌后使其五个表面与溶液隔绝，仅留一个表面与溶液接触作为电化学腐蚀工作面，这个面用SiC砂纸湿磨，砂纸最后细到1500#，然后用蒸馏水清洗，吹风机风干；b.腐蚀介质溶液配制：配置3.5％NaCl溶液腐蚀介质之一，根据配比5％、10％、20％、40％，分别用量筒量取10ml、20ml、40ml、80ml切削液，边搅拌慢慢加入到已配置的200mlNaCl溶液中，最后所得的混合溶液作为电化学腐蚀介质；c.三电极体系搭建：将电化学工作站仪器上的电极夹分别连接到这三个电极上，即工作电极夹WE连工作电极，参考电极夹RE连参考电极，辅助电极夹CE连对电极；d.确定电化学工作站的工作条件为：开路电位OCP参数设定时间2000秒，最高电位为1V，最低电位为-1V，采样间隔为0.1秒；EIS阻抗图谱参数设定初始电压为开路电位-0.5V左右，最高频率100000Hz，最低频率0.01Hz，振幅为0.005V，静止时间2秒；e.样品的测定：在确定的仪器工作条件下，采集Nyquist图即复平面图，横坐标代表电导组件即电阻电感电容的总阻抗的实部，纵坐标代表虚部，测定在特定腐蚀介质中的EIS阻抗图谱，三电极电化学工作站根据交流电势与电流信号的比值即系统的阻抗随正弦波频率ω的变化绘制EIS阻抗图谱，从而求得能反映切削液防腐蚀效果的腐蚀极化电阻Rp。本专利技术的进一步改进，所述电化学工作站三电极系统中的工作电极为QT400-18球墨铸铁电化学，本申请工作站三电极系统中的工作电极为QT400-18，规格为10mm×10mm×10mm的立方体，测试过程中申请人将牌号分别为QT350-22、QT400-18、QT500-7的球墨铸铁试块线切割成10mm×10mm×10mm的立方体，将工作面抛光至没有明显划痕，并且在工作面对面粘结导线，除了工作面其他五个面用环氧树脂冷镶嵌起来；配置3.5％NaCl溶液100ml作为腐蚀介质，将以上三种牌号的球墨铸铁分别作为工作电极全浸于腐蚀介质中，按照测试方法中的电化学工作站参数设定，可以测定三种牌号在3.5％NaCl溶液中极化图谱，从而通过Zview拟合软件得出三种牌号工作电极的极化电阻Rp；申请人每种牌号做了五次平行实验，QT400-18所得出的极化电阻稳定性好，而QT350-22由于石墨球化不够均匀导致极化电阻有所波动，QT500-7稳定性也没有QT400-18好，原因在于其含有珠光体使得基体组织较难控制均匀。因此，采用QT400-18作为三电极系统的工作电极。本专利技术的进一步改进，工作电极立方球铁块工作面粗糙度控制如下，将工作面用500#砂纸打磨至平整，然后用1000砂纸将工作面打磨至没有明显划痕，最后抛光观察保证无划痕，表面粗糙度对球铁面的腐蚀有一定的影响，为了减少这种影响，我们需要将工作面用500#砂纸打磨至平整，然后用1000#+砂纸将工作面打磨至几乎没有明显划痕，最后抛光观察保证无划痕。本专利技术的进一步改进，工作电极立方球铁块工作面抛光完成后，除了工作面其他五个面用环氧树脂冷镶嵌起来，工作电极常用环氧树脂进行冷镶嵌处理。本专利技术的进一步改进，待测切削液与3.5％NaCl混合比例为3:10，申请人选取半合成、全合成和乳化液三种切削液，分别量取5ml、10ml、30ml、40ml切削液，边搅拌缓缓加入至100ml3.5％NaCl溶液，得到含有不同配比不同切削液的腐蚀介质；按照测试方法中三电极系统测得极化电阻谱，利用Zview软件拟合得出所有浓度的极化电阻Rp。可以发现在配比为3:10时，电化学阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定切削液防腐蚀性能的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：1)实验条件确定，包括：a. 试剂为：切削液原液、蒸馏水、分析级NaCl颗粒；3.5%NaCl溶液用量为100ml；b. 电化学工作站测定切削液防腐蚀性能的工作条件和三电极体系设置：包括：开路电位OCP稳定时间，测试频率范围，正弦波信号振幅的设定；三电极体系的工作电极为球墨铸铁，面积为1cm

【技术特征摘要】
1.一种测定切削液防腐蚀性能的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：1)实验条件确定，包括：a.试剂为：切削液原液、蒸馏水、分析级NaCl颗粒；3.5%NaCl溶液用量为100ml；b.电化学工作站测定切削液防腐蚀性能的工作条件和三电极体系设置：包括：开路电位OCP稳定时间，测试频率范围，正弦波信号振幅的设定；三电极体系的工作电极为球墨铸铁，面积为1cm2，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极；2)分析检测:a.工作电极制作球墨铸铁试样加工成10mm×10mm×10mm的立方体作为工作电极，经过冷镶嵌后使其五个表面与溶液隔绝，仅留一个表面与溶液接触作为电化学腐蚀工作面，这个面用SiC砂纸湿磨，砂纸最后细到1500#，然后用蒸馏水清洗，吹风机风干；b.腐蚀介质溶液配制：配置3.5%NaCl溶液腐蚀介质之一，根据配比5%、10%、20%、40%，分别用量筒量取10ml、20ml、40ml、80ml切削液，边搅拌慢慢加入到已配置的200mlNaCl溶液中，最后所得的混合溶液作为电化学腐蚀介质；c.三电极体系搭建：将电化学工作站仪器上的电极夹分别连接到这三个电极上，即工作电极夹WE连工作电极，参考电极夹RE连参考电极，辅助电极夹CE连对电极；d.确定电化学工作站的工作条件为：开路电位OCP参数设定时间2000秒...

【专利技术属性】
技术研发人员：余新泉，叶长强，张友法，陈锋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32