1.本发明属于金属切削加工技术领域，具体涉及一种新型水基切削组合物及其制备方法。
背景技术：
2.在金属切削过程中，为提高加工质量，提高切削效率，提高工件的加工精度，延长刀具的使用寿命，减少刀具与工件的摩擦，延长刀具使用寿命，避免材料因切削热而产生的热变形，防止设备和加工件锈蚀，要达到这些目的，采用性能优良的切削液往往可以明显提高切削效率，降低表面粗糙度，取得良好的经济效益。如今，很多企业都引进先进的加工设备，一些数控机床、数控加工中心在企业广泛使用，机械加工行业发展迅猛，使用高性能的金属切削液势在必行。
3.金属切削液是指在金属及其合金在切削、磨削等去材加工过程中所用到的液态加工介质，被广泛应用在现代金属切削加工中，用以改善工件表面质量，提高加工精度，延长刀具寿命，提高工件表面的防蚀能力，是机械制造过程不可或缺的辅助材料。
4.水基金属加工液具有冷却效果好、可节约能源和提高工作效率等特点，已广泛应用于金属加工工艺中，起到良好的使用效果。水基金属加工液产品可分为乳化油、半合成液和全合成液三大类。全合成切削液具有使用寿命长，易于再生处理等特点，随着近年来环保要求越来越严格，已广泛用于金属加工过程中。全合成液含水量高，冷却效果非常优异；但其不含油，润滑效果一般，一般通过添加大量润滑极压剂以提高其润滑效果。
5.因此，开发研制新型金属切削液，对提高企业金属加工液的水平，满足企业生产的需要，取代国内外价格高昂的产品，降低企业生产成本具有重要的现实意义。
技术实现要素：
6.有鉴于此，本发明提供一种新型水基切削组合物及其制备方法，尤其适用于合金的切削润滑冷却。
7.本发明的技术方案为：一种新型水基切削组合物，其特征在于，包括以下重量份数组分：植物油 33
‑
51、乳化剂 6
‑
17、石墨烯粉末 3
‑
10、缓蚀剂 13
‑
21、润滑剂 9
‑
16、调节剂 4
‑
8、三羟甲基丙烷三辛酸酯 32
‑
45、表面活性剂 11
‑
18，其余为水。
8.进一步的，所述切削组合物包括以下重量份数组分：植物油 39、乳化剂 13、石墨烯粉末 6、缓蚀剂 15、润滑剂 13、调节剂 5、三羟甲基丙烷三辛酸酯 37、表面活性剂 15，其余为水。
9.进一步的，所述植物油为棕榈油。
10.进一步的，所述乳化剂为羟甲基壳聚糖。
11.进一步的，所述润滑剂为支链烷基化磷酸酯。
12.进一步的，所述石墨烯粉末的粒径为100
‑
300nm。
13.进一步的，所述缓蚀剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的混合物；所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的质量比为1
‑
3:5。
14.进一步的，所述调节剂为二甘醇胺与乙醇胺的组合物，所述二甘醇胺与乙醇胺的质量比为1:1。
15.进一步的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
16.本发明中，采用棕榈油作为植物油基，价格低廉，易被生物降解；通过植物油基石墨烯流体，可以在切削区形成良好的润滑环境，减少刀具前刀面与切屑、后刀面与工件之间的摩擦，可以提高刀具使用寿命，改善切屑形状，降低切削温度，提高工件表面质量。再通过乳化剂的作用，可明显提高棕榈油作为植物油基的乳化性能。
17.在切削的过程中存在复杂的物理化学作用，而切削液的渗透性则会影响切削液发挥这些物理化学作用的效率。这是由于一方面切削液在金属表面的润湿铺展产生的毛细作用会使切削液向刀尖渗透，同时由于切削后的金属尚未与空气接触，这一新鲜表面的化学性质往往十分活泼，切削液中的各种成分会倾向于吸附在金属表面，再者，刀尖区和大气之间存在一定的气压差作用，以上的作用都会使切削液向刀尖渗透；另一方面由于连续的切削过程，切屑与刀具之间的相对运动会将切削液挤出接触区。这两方面的共同用下使切削液的渗透和排出处在一个动态平衡的状态，因此渗透能力越强的切削液，其滲透深度越深，润滑性和冷却性发挥得也就越充分。
18.三羟甲基丙烷三辛酸酯的制备原料为三羟基丙烷（tmp）是一种很重要的化学原料中间体，广泛的应用于高级润滑油、化妆品以及增塑剂的制备中，以其为基础可以制备多种酯类化合物，此类化合物具有较好的热稳定性和低温性能，而且毒性低、环境相容性好，已被广泛使用。本发明采用三羟甲基丙烷三辛酸酯，可使得在润滑和抗泡方面取得了良好的应用效果，本发明使用的三羟甲基丙烷三辛酸酯可以有效提高金属乳化切削液的润滑性能，可有效解决现有技术存在的润滑性能低、析出粘附金属屑、泡沫大、抗硬水差、使用寿命短等问题。
19.通过润滑剂的加入，再与调节剂协效复配，可以进一步的提高润滑性能，产生优异的润滑作用，其摩擦系数稳定且低至0.1左右，表面光滑且无明显粘着撕裂痕迹。
20.本发明的缓蚀剂，为抗硬水型合金缓蚀剂，在100
°
dh 人工硬水范围内，可有效抑制合金腐蚀，可进一步提高本发明的润滑性、缓蚀性、硬水适应性。
21.本发明还提供一种新型水基切削组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1. 制备植物油基石墨烯流体：按照配比，将石墨烯粉末加入到植物油中，磁力搅拌30
‑
50min，磁力搅拌速度为300
‑
500r/min，再进行超声处理，超声搅拌时间为10
‑
30min，振动频率30
‑
50khz，功率100
‑
150w；s2：将水、缓蚀剂加入反应釜中，在40
‑
45℃条件下充分搅拌0.5
‑
1小时，至溶液稳定均一且整体透明后，依次加入植物油基石墨烯流体、乳化剂、润滑剂、调节剂、三羟甲基丙烷三辛酸酯、表面活性剂，于40
‑
45℃下充分搅拌1
‑
2小时，即可得金属切削液。
22.通过本发明各组分的协效作用，提供一种新型水基切削组合物，可以提高刀具使用寿命，改善切屑形状，降低切削温度，提高工件表面质量，具有优异的润滑性、缓蚀性、硬水适应性。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
24.实施例1一种新型水基切削组合物，其特征在于，包括以下重量份数组分：植物油 39、乳化剂 13、石墨烯粉末 6、缓蚀剂 15、润滑剂 13、调节剂 5、三羟甲基丙烷三辛酸酯 37、表面活性剂 15，其余为水。
25.进一步的，所述植物油为棕榈油。
26.进一步的，所述乳化剂为羟甲基壳聚糖。
27.进一步的，所述润滑剂为支链烷基化磷酸酯。
28.进一步的，所述石墨烯粉末的粒径为200nm。
29.进一步的，所述缓蚀剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的混合物；所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的质量比为1
‑
3:5。
30.进一步的，所述调节剂为二甘醇胺与乙醇胺的组合物，所述二甘醇胺与乙醇胺的质量比为1:1。
31.进一步的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
32.实施例2一种新型水基切削组合物，其特征在于，包括以下重量份数组分：植物油 35、乳化剂 8、石墨烯粉末 5、缓蚀剂 15、润滑剂 11、调节剂 5、三羟甲基丙烷三辛酸酯 34、表面活性剂 14，其余为水。
33.进一步的，所述植物油为棕榈油。
34.进一步的，所述乳化剂为羟甲基壳聚糖。
35.进一步的，所述润滑剂为支链烷基化磷酸酯。
36.进一步的，所述石墨烯粉末的粒径为300nm。
37.进一步的，所述缓蚀剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的混合物；所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的质量比为1
‑
3:5。
38.进一步的，所述调节剂为二甘醇胺与乙醇胺的组合物，所述二甘醇胺与乙醇胺的质量比为1:1。
39.进一步的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
40.实施例3一种新型水基切削组合物，其特征在于，包括以下重量份数组分：植物油 49、乳化剂 15、石墨烯粉末 8、缓蚀剂 18、润滑剂 13、调节剂 6、三羟甲基丙烷三辛酸酯 42、表面活性剂 16，其余为水。
41.进一步的，所述植物油为棕榈油。
42.进一步的，所述乳化剂为羟甲基壳聚糖。
43.进一步的，所述润滑剂为支链烷基化磷酸酯。
44.进一步的，所述石墨烯粉末的粒径为100nm。
45.进一步的，所述缓蚀剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的混
合物；所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸的质量比为1
‑
3:5。
46.进一步的，所述调节剂为二甘醇胺与乙醇胺的组合物，所述二甘醇胺与乙醇胺的质量比为1:1。
47.进一步的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
48.实施例4一种新型水基切削组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1. 制备植物油基石墨烯流体：按照配比，将石墨烯粉末加入到植物油中，磁力搅拌35min，磁力搅拌速度为400r/min，再进行超声处理，超声搅拌时间为18min，振动频率35khz，功率120w；s2：将水、缓蚀剂加入反应釜中，在42℃条件下充分搅拌0.5小时，至溶液稳定均一且整体透明后，依次加入植物油基石墨烯流体、乳化剂、润滑剂、调节剂、三羟甲基丙烷三辛酸酯、表面活性剂，于42℃下充分搅拌1.5小时，即可得金属切削液。
49.实验测试采用相应的国标对本发明实施例1
‑
3组分采用实施例4方法制备的金属切削液进行相应指标的测定，结果如下表：对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
50.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。