学号：9
HEBEI UNITED UNIVERSITY
工程机械液压系统毕业论文摘要汉译英
G RADUATE T HESIS
90DYW1
学生：晓波
专业班级：08应化2班
学院：化学工程学院
fxdis指导教师：秀玲教授
2011年06月05日
摘要
节能减排设备
在机械加工中，切(磨)削目前仍是零件的最终形成的主要工艺手段。硬质合金作为使用最广泛的一类高速加工刀具材料，在各工业领域中的地位日益重要。此类材料通常由碳化钨（WC）和金属钴（Co）组成，钴作为硬质台金中高温碳化物的粘结剂，它影响着硬质合金中碳化物的坚韧性和抗震性。碳化钨硬度高、耐高温但缺乏韧性，人们利用钴结合剂将碳化钨结合在一起，改善其韧性，使其成为一种具有高硬度且能够承受在大多数切削加工中的切削力的合金材料。硬质合会的钴含量都占有一定的份量，在我们国家，钴资源比较稀少，它的价格非常昂贵。而在硬质合金中钴含量的多少直接影响刀具的各种性能和使用寿命。在高温加工的情况下，硬质合金容易发生扩散磨损，造成钴含量的减少。而在高速切削加工过程中，还要使用大量的水基切削液，切削液中的某些添加剂对硬质合金中钴有浸出作用。作为硬质合金粘结剂，钴的浸出将大大降低硬质合金刀具的抗机械冲击力和使用寿命。如何有效的保其中的钴成份，提高硬质合金刀具的使用寿命是人们关注的一个重要问题。同时，切削液废液中如果钴的含量过高，容易污染环境，还会对操作工人的身体健康造成很大的危害。近年来，改善和保护环境已成为人类共同的责任，如何减少对环境的危害己成为机械加工行业面临的又一个新的课题。特别是20世纪80年代以来，由于人们对生态环境意识的进一步强化，对金属切削液又提出了新的环保的要求。由此可以看出，无论是从提高硬质合金刀具的寿命方面来看，还是从切削液的环保性能来看，研究硬质合金中钴的浸出机理，寻减少或避免刀具中钴浸出的有效方法具有十分重要的意义。
本课题主要采用电导率测定的方法对不同切削液添加剂进行的研究。为了降低金属钴在切削液中的氧化溶解程度，本文采用了电化学方法，通过测定金属钴粉在不同添加剂水溶液中的电导率及电动势，采用正交试验法及电化学数据结合画图分析不同添加剂对金属钴的氧化溶解影响程度，并对其机理进行分析推测。
因电解质溶液的电导率表明其离子导电能力，溶液的电导率的发生变化说明离子种类与数量发生改变，故可通过研究金属钴在不同悬浊液中浸泡前后电导率的变化程度来表征溶液中离子数目的变化，从而说明金属钴在添加剂溶液中的氧化溶解程度。
本实验分为两阶段：第一阶段做同种浓度不同溶液对钴的影响，第二阶段做不同浓度同种溶液对钴的影响。用万分之一天平称量实验所需药品, 以蒸馏水为溶剂，分别配制质量浓度为0.1%、0.5%、1.0%的硼砂溶液，质量浓度为0.1%、0.5%、1.0%的碳酸钠溶液，质量浓度为0.1%、0.5%、1.0%的油酸钠皂溶液，质量浓度为0.1%、0.5%、1.0%的十二酸三乙醇胺溶液，质量浓度为1.0%的碳酸钠
溶液、油酸三乙醇胺溶液、亚硝酸钠溶液。打磨钴片，用砂纸将钴片进行打磨，至光亮无锈迹。在50ml的蒸馏水中加入一块金属钴，同时向以上配制好的溶液中分别加入一块同样大小的金属钴，室温下浸泡并定期测定上清液的电导率。
浸泡实验表明：三乙醇胺这种添加剂能使硬质合金刀具表层的钴浸出。三乙醇胺的结构如下：
由于三乙醇胺中氮原子与三个羟基中的氧原于均具有多个孤对电子，它可与Co2+发生螯合反应形成比较稳定的螯合物，溶液呈粉红，当溶液中钴离子浓度变得很大时，络合物浓度很大，呈现紫。随着切削过程的进行，这种螯合反应加速了硬质合金刀具中钴的浸出，使硬质合金磨损量加大。油酸三乙醇胺是由油酸与三乙醇胺发生反应后生成的一种化合物，由于分子中羟基减少，且分子构型大，因此与Co2+配位反应能力降低，故油酸三乙醇胺溶液对硬质合金刀具中钴的浸出有抑制作用。但是当油酸三乙醇胺溶液浓度增大时羟基增多，又会促进钴的浸出。
在蒸馏水中，Co2+可与水分子配位，并形成[Co(H
2O)
6
]2+配合物，但这种配合
物不稳定。碳酸钠溶液的电导率随时间变化不大；钴片浸泡后表面无明显变化，碳酸钠溶于水后使溶液呈碱性，碳酸钠达到水解平衡后，溶液中OH-的浓度也会趋于稳定，相应的Co2+的浓度也不会进一步增加。亚硝酸钠对硬质合金刀具表层的钴浸出有抑制作用。亚硝酸钠是强氧化剂，强氧化剂能够使钝化型金属钝化，亚硝酸钠溶液使钴钝化，结果在硬质合金表面形成一层氧化物层，这层氧化物层可对硬质合金起保护作用，抑制了钴的浸出。
硼砂的化学式为Na
2B
4
O自行葫芦
7
·10H
2
O，是无半透明的晶体或白结晶粉末。硼砂
是一个强碱弱酸盐，可溶于水，在水溶液中水解而显颇强的碱性。硼砂易溶于水，
其溶液因[B
4O
5
(OH)
4
]2-的水解而显碱性。随着硼砂浓度的增高，它的水解程度逐
渐降低，溶液中OH-的浓度也逐渐减小。而在溶液中能够与钴离子发生反应的离子只有OH-，它与钴离子的络合能力明显弱于三乙醇胺。随着它们浓度的降低，使钴成为钴离子的能力逐渐减弱，与钴结合的机率也逐渐减小，故溶液中钴离子的浓度逐渐减少。
本实验中所用的溶液为碳酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、硼砂、十二酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、油酸钠皂。其中三乙醇胺、1%油酸三乙醇胺这种添加剂能使硬质合金刀具表层的钴浸出。亚硝酸钠、碳酸钠、硼砂、十二酸三乙醇胺和油酸钠皂对硬质合金刀具表层的钴浸出有抑制作用。其中硼酸盐润滑油添加剂是一种
高效多功能无毒无味的润滑油添加剂，这类添加剂具有优良的抗磨性和减摩性，很好的防锈防腐性能，热氧化性，以及好的密封性能，而且无毒无臭。故硼砂是金属合金刀具防锈剂的优选。
ABSTRACT
家庭供暖系统
In machining, the cutting (grinding) cut is still part of the final form of the main process means. Carbide as the most widely used high-speed cutting tools materials, has an increasingly important position in various industrial fields. Such material is usually of tungsten carbide (WC) and metallic cobalt (Co), cobalt as has binder hard alloy in high temperature carbide, it affects has toughness and shock resistance carbide carbide. Tungsten carbide, high hardness, high temperature but the lack of toughness, people use cobalt binder tungsten carbide combine together improve its toughness, making it a high hardness and able to withstand the cutting forces in most cutting alloys. Carbide cobalt content occupy a certain amount of cobalt resources relatively scarce in our country, it is very expensive. Carbide in cobalt content directly affect the tool a variety of performance and service life. In case high temperature processing, carbide prone to spread wear and tear, resulting in reduction cobalt content. In high-speed machining process, but also a lot of water-based cutting fluid, certain additives in cutting fluid cemented carbide cobalt leaching. As binder carbide, cobalt leaching will greatly reduce the resistance to mechanical impact and life carbide cutting tools. How to effectively keep knife which the cobalt composition, improve life carbide cutting tools is an important issue concern. At the same time, cutting fluid waste if cobalt content is too high, easy to pollute the environment, but also cause great harm operating health of workers. In recent , improving and protecting the environment has become common responsibility mankind, how to reduce harm to the
environment has become the machining industry is facing a new topic. Especially since the 1980s, due to the further strengthening people's awareness the ecological environment of metal cutting fluid also proposed a new environmental requirements. According to look at improving life carbide cutting tools, or from the environmental performance cutting fluid, research carbide cobalt leaching mechanism, ways to reduce or avoid cobalt leaching tool effectively method has great significance.
The main subject of the study conducted conductivity measurement methods for different cutting fluid additives. In order to reduce degree oxidation of dissolved metal cobalt in cutting fluid using electrochemical methods, by measuring electrical conductivity and electromotive force metal cobalt powder in aqueous solutions different additives, the use of orthogonal experiment method and electrochemical data combined with drawing analysis different additives oxidation of cobalt dissolved
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