石油钻井钢管车螺纹加工微乳液的研制与应用.pdf

2 0 1 3年 8月 第 3 8 卷 第 8 期 润滑与密封 L UBRI CAT I ON ENGI NEERI NG Au g ． 2 0 1 3 Vo 1 ． 3 8 No ． 8 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 0 2 5 4 0 1 5 0 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ． 0 2 4 石油钻井钢管车螺纹加工微乳液的研制与应用 熊红旗 李茂生1 ． 曾海燕 贾继欣 1 ． 广州机械科学研究院有限公司 广东广州 5 1 0 7 0 0 ； 2 ．华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州 5 1 0 6 4 0 摘要根据石油钻井钢管车螺纹的加工要求，筛选出车螺纹加工微乳液所需的基础油、乳化剂、油性剂、极压剂、 防锈剂等添加剂，通过正交试验进行配方优化，采用四球机法和攻丝扭矩法进行润滑性能测试，并进行实际应用研究。 结果表明，研制的车螺纹加工微乳液具有优异的极压润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。该产品各项指标与进口同类产 品相当，能满足不同钢级的加工要求，在提高钻井钢管表面质量、延长刀具使用寿命及降低废品率方面效果明显，已成 功替代进 口同类高端产品。 关键词钻井钢管；车螺纹；微乳液；润滑性 ；刀具寿命 中图分类号T G 5 0 1 ． 5 文献标识码B 文章编号0 2 5 4 0 1 5 0 2 0 1 3 81 1 3 8 Pr e pa r a t i o n a nd App l i c a t i o n o f M i c r o e mu l s i o n Cu t t i ng Fl u i d o n Oi l Dr i l l i n g Pi p e S c r e w-- t hr e a d Xi on g Ho n g q i L i Ma o s h e n g ‘ Z en g Ha i y an J i a J ix i n 1 ． G u a n g z h o u M e c h a n i c al E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e C o ． ， L t d ， G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 7 0 0 ， C h i n a ； 2 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l Au t o mo t i v e En g i n e e rin g， S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y， G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 6 4 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e p r o c e s s i n g r e q u i r e me n t s o f p e t r o l e u m d ri l l i n g p i p e s c r e w- t h r e a d， t h e b a s e o i l ， e mu l s i fie r ， o i l y a g e n t ， e x t r e me - p r e s s u r e a g e n t ， a n t i r u s t a g e n t a n d a d d i t i v e s r e q u i r e d b y a mi c r o - e mu l s i o n c u t t i n g flu i d f o r t h r e a d ma c h i n i n g we r e s e l e c t e d． T h e f o r mu l a wa s o p t i mi z e d b y o r t h o g o n al t e s t s ． T h e e x t r e me p r e s s u r e a n d l u b ric a t i o n p e r f o rm an c e s we r e t e s t e d b y f o u r - b all t e s t me t h o d a n d t a p p i n g t o r q u e me t h o d． a n d p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n wa s s t u d i e d． Th e r e s u h s s h o w t h a t t h e mi c r o - e mu l s i o n d e v e l o p e d for t h r e a d ma c h i n i n g p o s s e s s e s e x c e l l e n t p e rfo rm a n c e s o n l u b r i c i t y， e x t r e me p r e s s u r e， a n t i - r u s t ， c o o l i n g a n d c l e a n i n g ． r i b ，d e v e l o p e d p r o d u c t h a s t h e e q ui v ale n t o f all i n d i c a t o r s wi t h t h e i mp o r t e d s i mi l a r p r o d u c t ， wh i c h c a n me e t t h e ma c h i n i n g r e q u i r e me n t s o f d i f f e r e n t g r a d e s o f s t e e l s， a n d s h o w o b v i o u s a d v a n t a g e i n i mp r o v i n g t h e s u r f a c e q u al i t y o f d ri l l i n g p i p e a n d e x t e n d i n g t o o l l i f e a n d r e d u c i n g r e j e c t r a t i o ． I t h a s r e p l a c e d t h e i m p o rt e d s i m i l ar p r o d u c t S U C c e s s f u l l y． Ke y wo r d s d ril l i n g p i p e； s c r e w t h r e a d； mi c r o e mu l s i o n fl u i d； l u b r i c i t y； c u t t i n g t o o l l i f e 螺纹在石油钻井钢管加工业中的应用十分广泛。 螺纹的加工方法很多，其中数控车削是 目前最为常用 的螺纹加工方法之一。螺纹数控切削速度快、切削力 大，其进给速度是普通车削的 1 0倍 ，螺纹车刀尖 处的切削力 比普通车削高出 1 0 01 0 0 0倍 ，再加上 作用力聚集范围窄，导致石油钻井钢管车螺纹加工难 度加大，因此，保证石油钻井钢管车螺纹的精度及刀 具寿命成为研究的重点。大量实践证明，螺纹加工进 收稿 日期2 0 1 3 0 5 0 9 作者简介熊红旗 1 9 8 4 一 ，男 ，工程师 ，主要从事工业润滑 材料及金属加 工油液的研究开发工作．E - m a i l b e n n y h o n g q i 1 6 3． t o m． 刀方式、刀具参数的选用 、刀具的正确安装、程序的 编制以及切削液等5个方面对螺纹加工精度及刀具寿 命有较大的影响 。车削螺纹时，恰当地使用切削液 能够降低切削时产生的热量 ，减少由于温度升高而引 起的加工误差 ；能在金属表面形成润滑薄膜 ，减少 刀具与工件的摩擦 ，并可及时冲走切屑 ，从而降低工 件表面粗糙度 ，减少刀具磨损。因此，在加工石油钻 井钢管车螺纹时，选用一款兼有较好润滑性、冷却 性 、清洗性和防锈性的切削液 ，对提高螺纹的精度及 延长刀具寿命具有重要的作用。 切削液是金属切削加工的重要配套材料 ，是在金 属加工过程中用于润滑和冷却加工工件和刀具的润滑 冷却介质。切削液按 油品化学组成 分为非水 溶性 1 1 4 润滑与密封 第 3 8卷 油基切削液和水溶性 水基切削液两大类，水 溶性切削液又分为乳化液、微乳液和合成液。先进工 业 国家已经历 了从乳化液 向合成液 ，再向微乳化液发 展的过程 ，我国机械行业在 2 0世纪 8 0年代出现了研 制生产和应用合成液的热潮，从 9 0年代才比较普遍 地注重微乳液的研制和应用 。微乳液是一种介于乳 化油和合 成切 削液之间 的新 型金属加 工切 削液产 品 ， 它既具有乳化油的润滑性、极压性、防锈性，又有合 成切削液的冷却性、清洗性、渗透性、长寿命等综合 性能，是乳化油和合成液的换代产品。 随着现代机械制造业的快速发展 ，切削技术和切 削工艺的不断创新，以及国内钢管加工业的迅速发展 与国外先进机械装备的不断引进 ，对切削液的性能提 出了更高的要求。为满足环保和健康法规的要求，金 属加工切削液正向不含亚硝酸钠、苯酚、氯化石蜡及 使用寿命长、处理费用低的方向发展 。我国原有的 切削液产品已满足不了石油钻井钢管车螺纹加工以及 现代环保的高要求，在一些大型石油钻井钢管加工企 业大量引进国外著名品牌微乳液产品，而进 口微乳液 价格较高，是国产微乳液产品价格 的数倍左右。因 此，开展石油钻井钢管车螺纹加工微乳液的研制 ，对 提高我国金属加工微乳液的水平，满足环保和石油钻 井钢管车螺纹加工市场需要，替代进 口同类高性能微 乳 液产 品具有 明显 的经济 、社会和环境效益 。 1 实验部分 1 ． 1 实验材料 实验所用 的主要材料有精制矿物油、硼酸、醇 胺、石油磺酸盐、羧酸类防锈剂、合成酯 、硫化脂肪 酸酯、表面活性剂、消泡剂等。 1 ． 2 实验 方法 1 ． 2 ． 1 腐蚀及防锈 实验 腐蚀及 防锈实验采用重庆试验设备 厂生产 的 WS ／ 0 8 - 0 0 6恒定湿热实验箱 ，实验采用的标准为 G B ／ T 6 1 4 4 。腐蚀实验条件实验时间为铸铁 2 4 h ，铜片 8 h ，铝片 8 h ；实验温度为 5 5 2 o C。防锈实验条 件实验时间为铸铁单片 2 4 h ，铸铁叠片 8 h ；实验 温度为 3 5 2 ℃ 。 I P 2 8 7铸铁屑防锈试验方法取 2 g在 1 0 5 2 c I 烘箱里烘干的铸铁屑，均匀分布在 0 m m中间 画有 3 5 m m 3 5 m m试验区域的滤纸上 ，滤纸放人培 养皿中；用移液管吸取 2 m L的被测试液 ，均匀滴加 在铸铁屑上，盖上培养皿盖，在 2 03 ℃的条件 下放置 2 h ；用 自来水清洗铁屑及滤纸，烘干滤纸， 观察滤纸表面 的锈蚀情况。 1 ． 2 ． 2 摩擦磨损 实验 四球摩擦磨损实验在厦门天机 自动化有限公司生 产的 M S ． 1 0 A四球摩擦磨损试验机上进行，实验采用 的标准为 G B ／ T 3 1 4 2 。实验条件温度为室温；转速 为 1 4 5 0 5 0 r ／ ra i n 。 1 ． 2 ． 3攻丝扭矩 实验 攻丝扭矩实验在 德 国生产 的 L A P T A B G 1 1 8攻丝 扭矩实验机上进行 ，并参照 L A P T A B G I 1 8 进行实验 。 实验条件 温度为室温；钻头材料为高速钢 ；实验板 材料为 6 0 6 1 铝。 1 ． 2 ． 4粒径分析 粒径分析 采用英 国生产 的 Ma l v e m MS 2 0 0 0粒径 分析仪，实验参照英国M a s t e r s i z e r 2 0 0 0实验方法。实 验条件温度为室温；实验用水为蒸馏水 ；遮光度为 1 0％ 。 2车螺纹加工微乳液的制备 石油钻井钢管车螺纹加工微乳液的主要成分有基 础油、乳化剂、油性剂、极压剂、防锈剂、耦合剂、 p H值稳定剂等。在配方研制过程中，主要从稳定性、 润滑性、极压性、防锈性、清洗性、冷却性、消泡性 及使用寿命等方面进行考察 ，并且采取相应的技术方 案改进现有微乳液在使用中存在的主要缺陷，使研制 的产品具有较高的极压润滑性能、优 良的使用性能和 较长的使用寿命 ，以满足石油钻井钢管车螺纹加工的 工艺要求 。 2 ． 1 基础油的选择 基础油在微乳液配方 中主要起 润滑作用 ，同时也 是油溶性添加剂的载体。虽然微乳液中的基础油含量 为5 ％ 一 4 0 ％ 比乳化油低，但它对产品的外观、 乳液稳定性和乳化分散性等都有直接的影响。微乳液 中含有较大量的表面活性剂，一定程度上会增加产品 的黏度 ，尤其是 H L B值较大的乳化剂对矿物油有明 显的稠化作用 ，甚至呈膏状 j 。用高黏度油调配的微 乳液产品润滑性好 ，但产品稳定性差，且较难乳化分 散；用低黏度油调配的微乳液产品稳定性好，但润滑 性不够理想 ，且低黏度油的闪点太低，不利于储存和 运输的安全。因此，选择黏度 4 0℃为 1 52 5 m m ／ s 的深度精制环烷基油为基础油。 2 ． 2 乳化 剂的选择 乳化剂的特点是降低油 一水之间的界面张力 ，在 界面上表面活性剂分子的亲油基和亲水基分别吸附在 油相和水相 ，排列成界面膜，防止乳化粒子结合，促 使微乳液稳定。在理论上，微乳液的形成是一个 自发 的过程，其分散相微粒不会聚结、分层，是热力学稳 定体系 。但如果选择的乳化剂不合适，微乳液浓缩 液在储存过程中也会像乳液一样发生分层，这是由于 微乳液浓缩液是多种化合物的混合均相体系，在储存 2 0 1 3年第 8期 熊红旗等石油钻井钢管车螺纹加工微乳液的研制与应用 1 1 5 过程中发生了物理化学反应 ，使微乳液浓缩液体系的 组成和相态发生改变 ，导致微乳液浓缩 液分 层。可通 过选择合适的乳化剂对及合适的用量来维持体系的平 衡 ，从而使产品储存稳定。 微乳液原液及稀释液的稳定性可以说是判定微乳 液质量好坏的基础，而微乳液的稳定性主要取决于乳 化剂 的选择及配方的平衡 ，乳化剂分子 由亲水基 团和 疏水基团直接或间接结合而成，两基团平衡值 H L B 值决定了微乳液的乳化性能。要选用合适的乳化 剂首先要从乳化剂的 H L B值考虑。H L B值越大，乳 化剂的亲水性就越强；H L B值越小，其亲油性就越 强。不同的基础油要达到乳化稳定所要求的 H L B值 也是不同的。通过乳化剂在水中的溶解状态 ，可大致 估计乳化剂的 H L B值 ，如表 1 所示。 表 1 通过在水 中的溶解状态测定乳化剂的 H L B值 Ta b l e 1 De t e r mi n a t i o n HL B v a l u e o f e mu l s i fi e r s t h r o u g h d i s s o l v e d i n wa t e r s t a t u s 在水中的状态H L B值的范围 不分散 少量分散 剧烈震荡后成乳化分散体 稳定乳化分散体 半透明至透 明分散体 透明溶液 1～3 3 ， 6 6～8 8～ 1 0 1 0 ～1 3 1 3 在配制微 乳 液过 程 中 ，除 了乳 化 剂本 身 的 H L B 值外，微乳液中的其他组分，包括油性剂 、极压剂、 防锈剂等添加剂对体系的 H L B值也会带来影响，所 以在调试微乳液配方的过程中，必须筛选出具有较好 乳化性能的乳化剂以及找出乳化剂之间的最佳配 比。 如果乳化平衡没有控制好 ，则微乳液的粒径分布不均 匀，且原液容易出现分层现象 ，如图 1 所示。如果乳 化剂选择适当且配方平衡控制较好 ，则微乳液的粒径 分布呈均匀的正态分布，原液及稀释液都能保持较好 的稳定性 ，如 图 2所示 。 图 1 不稳定微乳液粒径分布 F i g 1 T h e p a r t i c l e s i z e d i s t r i b u t i o n o f u n s t a b l e 22 1 8 1 4 各l o 6 2 0 ． 1 1 1 O 1 0 0 1 0 0 0 3 0 0 0 Pa r t i c l e s i z e d ／ l m 图2 稳定微乳液的粒径分布 Fig 2 Th e p a r t i c l e s i z e d i s t r i b u t i o n o f s t a bl e mi c r o e mu l s i o n c u t t i n g flu i d 本实验研究 中，通过对不同类型的乳化剂进行筛 选和配伍 ，选择具有抗电解质稳定性的新型非离子型 乳 化剂 ，具有优 秀抗 菌能 力 的水 溶性 阴离子 乳化 剂 ， 以及具有低泡、抗硬水性好、乳化效率高、钙皂分散 性优 良等优点的助乳化剂 ，使研制的微乳液产品乳化 颗粒均匀且较小 平均粒径 d 0 ． 0 9 7 Ix m ，稳定性 好且综合应用性能较好 ，解决了微乳液产品在实际应 用过程中存在的稳定性差、抗硬水性差及泡沫多的问 题 ，实际应用效果良好。 2 ． 3 油性剂的选择 油性润滑剂都是具有极性基的分子 ，在金属加工 中，能在金属表面形成定向吸附膜，从而能减少工件 与刀具之间的直接摩擦 ，降低工件表面粗糙度，提高 工件精度并延长刀具使用寿命。微乳液使用的油性剂 主要有动植物油脂，高级脂肪酸、醇、酯、胺及其金 属皂等 。动植物油脂和脂肪酸一般都带有不饱和化学 键 ，容易氧化分解 ，影响微乳液的储存稳定性。因 此 ，近年来各种性能优良的合成酯被选择作为微乳液 油性剂。合成酯的润滑性能与脂肪油相当，有些合成 酯的摩擦因数甚至比棕榈油还低。 油性剂的润滑性能可能过测试其摩擦因数来衡 量。表 2示出了各种油性剂的摩擦因数 ，实验是在 l 5 白油中添加 6 ％的不同油性剂，在振子油性试验 机上测定其摩擦因数。 表 2 各类油性剂的摩擦因数 T a b l e 2 F r i c t i o n c o e f fi c i e n t o f d i f f e r e n t o i l y a g e n t s 油品组成 摩擦因数 1 5 白油 1 5 白油 棕榈油 1 5 白油 脂肪酸丁酯 1 5 白油 脂肪酸异辛酯 1 5 白油 三羟甲基油酸酯 l 5 白油 新戊二醇脂肪酸酯 1 5 白油 季戊四醇油酸酯 1 5 白油 聚合酯 A O ．1 7 3 O ．1 5 5 0 ．1 4 5 0 ．1 4 0 0 ．1 6 2 0 ．1 3 6 O ．1 3 4 0 ．1 3 0 1 1 6 润滑与密封 第 3 8卷 从表 2可以看出，润滑性能最好的是聚合酯 A， 其次是季戊四醇油酸酯和新戊二醇脂肪酸酯。综合考 虑油性剂的减摩性能、价格和原料的来源等因素，本 实验最终选用了聚合酯 A作为油性添加剂。 2 ． 4 极 压剂的选择 用于微乳液的极压添加剂主要有氯化石蜡、有机 硫化合物、硫化脂肪酸酯、硼酸酯、钼酸盐等。其中 氯化石蜡是应用最普遍 、价廉物美的极压添加剂，但 由于处理氯化废液涉及环境污染和毒性问题，且在使 用氯化石蜡时如果对其游离态的氯含量未严格控制的 话，较容易使金属材料产生腐蚀 ，因此 自2 0世纪 8 0 年代以来含氯化合物正逐渐被取代。其他极压添加剂 中，钼酸盐价格太高，且极压性能效果也不太理想； 而通常使用的有机硫化合物一般气味都较大 ，颜色也 比较深，且对铜金属的腐蚀 比较强。 笔者通过对多种极压抗磨剂进行详细分析考察， 选用非活性的硫化脂肪酸酯 L和硼酸酯 P作为极压 添加剂。其中极压剂 L气味小 ，水解稳定性较好，铜 片腐蚀实验结果为 A级。表3给出了2种极压剂加入 微乳液后用 5 ％稀释液所测得的摩擦学参数。 表 3 极压剂的摩擦学参数 T a b l e 3 F r i c t i o n p a r a me t e r s o f d i ff e r e n t e x t r e me p r e s s ur e a g e nt s 可以看出，硫化脂肪酸酯 L极压剂单独使用时 P 。 值为 5 5 0 N，P 。 值为 1 5 0 0 N；硼酸酯 P极压剂单 独使用时P 值为 5 0 0 N，P 。 值为 1 4 5 0 N，而两者复 合使用时， P 值提高至6 5 0 N， P 。 值提高至 1 6 0 0 N， 表明这 2 种极压剂对提高微乳液的极压抗磨性能具有 很好的协同效应。 2 ． 5防锈 剂的选择 微乳化液的防锈添加剂主要分二大类 ，一类是 油溶性防锈剂 ，主要有石油磺酸盐、羧酸盐及其酯 类 、杂环化合物等 ，它们都是极性很强 的化合物 ， 能优先吸附在金属表面或与表面发生化学反应生成 保护膜 ，抑制氧和水对 金属 的接触 ，防止金属腐 蚀 ；另一类是水溶性 防锈剂 ，主要有 醇胺 、硼酸 盐 、钼酸盐等 ，它们与金属发生作用，在金属表面 形成不溶性的致密的氧化膜或吸附膜，阻止金属的 电化学腐蚀。由于水溶性防锈剂多是电解质 ，在用 于微乳液时，用量不应太大，以免发生电解现象而 破坏乳液平衡。 作者把不同防锈剂按一定比例复配 ，并充分考 虑到对铜、铝等有色金属 的防腐蚀性 ，以及 复配后 的防锈效果及协同效应，制备了一种防锈效果优异 的复合防锈剂 R。表 4示 出了复合 防锈剂 R与其他 几种防锈剂的性能对比。可见 ，自制的复合防锈剂 R防锈效果最好 ，且对紫铜 、铝 的防腐蚀效果 较 好 。 表4 几种防锈剂的性能对比 T a b l e 4 C o mp a r i s o n o f d i ff e r e n t a n t i r u s t a g e n t s 2 ． 6 其他添加剂的选择 微乳液中使用的辅助添加剂有杀菌剂、p H值稳 定剂 、耦合剂、消泡剂等。常用的杀菌剂有甲醛释放 剂 、异噻唑啉酮、酚类化合物、水杨酸类、杂环化合 物等，其作用是抑制细菌、真菌和霉菌的滋生。为了 有效抑制微生物的滋生，杀菌剂选择具有抑制细菌和 霉菌功能的复合杀菌剂。为了提高配方体系的碱储备 以及使产品的p H值在使用过程中能维持在正常的范 围内，还需筛选 p H值稳定剂。辅助添加剂的加量不 大 ，应根据配方的具体情况而进行调整。 2 ． 7微乳液配方的确 定 在产品研制过程中，一般遵循一剂多用的原则， 通过对选用的各种添加剂进行合理的配伍 ，以达到使 各种性能指标增加的效果。基于以上选择的基础油和 2 0 1 3 年第 8 期 熊红旗等石油钻井钢管车螺纹加工微乳液的研制与应用 1 1 7 添加剂 ，通过正交试验筛选和配方优化 ，研制 的石 油钻井钢管车螺纹加工微乳液的最终配方 以质量 分数计见表 5 。 表 5 车螺纹加工微乳液配方 T a b l e 5 Ba t c h f o r mu l a o f t h e d e v e l o p e d mi c r o - e mu l s i o n c u t t i n g fl u i d ％ 基础油 3 0 助乳化剂 3 聚合酯 A 1 O 三 乙醇胺 5 硫化脂肪酸酯4 耦合剂 2 硼酸酯4 杀菌剂 3 复合防锈剂 R 8 p H值稳定剂 2 高效乳化剂 1 8 消泡剂0 ． 1 抗硬水乳化剂 2 6 水 1 4 ． 9 3 产品性能指标 3 ． 1 理 化 性 能 表 6比较了研制微乳液与在国内某大型钻井钢管 加工企业应用的进 口同类微乳液的理化性能指标。可 以看出，研制微乳液与进口微乳液的各项理化性能指 标一致 ，两者都具有较好 的储存稳定性、乳液稳定 性 、防锈性、消泡性、硬水适应性、排杂油性 、抗菌 性以及对机床油漆的适应性，且都不含对环境有污染 的亚硝酸钠、苯酚、氯化石蜡等物质。 表 6 产品性能指标对比 T ab l e 6 Co mp a r i s o n o f d i ff e r e n t mi c r o - e mu l s i o n c u t t i n g fl u i d s 1 2 0 润滑与密封 第 3 8 卷 4产 品实 际应用 g ． 1 应用案例 1 产品研制成功后在国内一家大型钢管加工企业的 石油钻井钢管及接箍件车螺纹加工车间进行了一年多 的现场加工使用。使用结果表 明，该产 品能满足 J 5 5 、N 8 0 、P 1 1 0等 A P I 钢级的加工要求，尤其在提 高钻井钢管表面质量、延长刀具使用寿命及降低废品 率方面效果明显，成功替代了进 口同类高端产品。表 8为研 制微乳液、进 口微乳 液以及某 国产 微乳液 7 ％ ～ 8 ％的稀释液在该钢管厂实机加工的试验数据对 比。 表 8 研制微乳液、进口微乳液以及某国产微乳液实机加工试验数据 Ta b l e 8 T e s t r e s u l t s o f d i ff e r e n t mi c r o - e mu l s i o n c u t t i n g fl u i d s 可以看出，在加工 J 5 5 、N 8 0 、P 1 1 0钻井钢管时， 研制微乳液与进口微乳液在废品率及单位刀具加工量 方面效果相当，且都明显优于某国产微乳液。尤其在 单位车丝刀加工量方面，研制微乳液还优于进 口微乳 液。因此，研制微乳液在降低废品率及提高单位刀具 加工量方面优势明显 ，在该钢管加工企业已成功替代 了进口产品，为企业节约了生产成本。 4 ． 2 应 用案例 2 、 研制产品还在另一大型石油钻井钢管加工厂试 验。其材质与案例 1 类似，但钢管和接箍件直径稍大 些。加工时使用 6 ％的稀释液，试验时间为 6个月， 试验结果见表 9 。 表 9 研制微乳液实机试验结果 T a b l e 9 Te s t r e s u l t s o f mi c r o - e m u l s i o n c u t t i n g flu i d 测试项 目 结果 防锈性能 润滑、冷却性能 清洗性能 U V漆 环保性 机床运行 良好 ，未有锈蚀产生 润滑、冷却性能良好 工件、机台无粘附物，优于进 口产品 u V漆附着力合格 切削液无异昧，对操作者皮肤无刺激 可知，研制的微乳液满足加工要求。目前，研制 的微乳液已在该公司的钻井钢管厂和合资分公司生产 线正式使用。 5结论 1 根据微乳液调配理论，通过大量试验评价， 筛选出石油钻井钢管车螺纹加工微乳液所需的基础油、 乳化剂、油性剂、极压剂、防锈剂、耦合剂、p H值稳 定剂等添加剂，并进行合理配伍 ，得到最佳配方。 2 通过理化性能、铸铁屑防锈性能、极压润 滑性能的测试，可知研制的石油钻井钢管车螺纹加工 微乳液具有优 良的稳定性、润滑性、极压性和防锈 性，其各项性能指标与进 口同类产品相当，稀释后微 乳液乳化颗粒均匀且较小 平均粒径 d 0 ． 0 9 7 m 。 3 实际生产应用表明，研制的微乳液完全能 满足钢管厂不同钢级的车螺纹加工要求 ，在提高产品 表面质量、延长刀具使用寿命及降低废品率方面效果 明显，成功替代了进 口同类微乳液产品，为企业节约 生产成本，具有较好的市场应用前景。 参考文献 【 1 】张丽华， 马立克． 数控编程与加工技术[ M] ． 大连 大连理工 大学出版社 ， 2 0 0 6 ． 【 2 】王振， 李景才． 提高数控车削螺纹精度的方法及措施[ J ] ． 新 技术新工艺 ， 2 0 1 1 7 2 7 2 9 ． Wa n g Z h e n， L i J i n g c a i ． Me t h o d s a n d me a s u r e s o f i mp r o v i n g t h e t h r e a d a c c u r a c y o f C N C t u r n i n g [ J ] ． N e w T e c h n o l o g y a n d N e w C r a f t s ， 2 0 1 1 7 2 7 2 9 ． 下转第 1 2 4页 润滑与密封 第 3 8卷 面织构参数和润滑模型，实现减摩和耐磨的最优化。 2 对复杂织构及其制造技术进行深入的研究， 如对多种形状和多种分布形式组合的复杂织构的研究。 3 在实际研究过程 中，更多地考虑表面粗糙 度的影响，建立考虑表面粗糙度情况下的润滑模型。 参考文献 【 1 】S h i n k a r e n k o A ， K l i g e r m a n Y， E t s i o n I ． T h e e ff e c t o f s u r f a c e t e x t u ri n g i n s o f t e l a s t o h y d r o d y n a m i c l u b ri c a t i o n [ J ] ． T r i b o l o g y I n t e r n a t i o n al， 2 0 0 9 ， 4 2 2 2 8 4 2 9 2 ． 【 2 】H e B ， C h e n W， Wa n g Q J ． S u rf a c e t e x t u r e o n f ri c t i o n o f a m i c r o t e x t u r e d p o l y d i m e t h y l s i l o x a n e P D M S [ J ] ． T r i b o l o g y L e t t e r s， 2 0 0 8， 3 1 1 8 71 9 7． 【 3 】Z h o u L i n ， K a t o K，m e h a r a N， e t a 1 ． F ri c t i o n a n d w e a r p r o p e r - t i e s o f h a r d c o a t i n g m a t e ri a l s o n t e x t u r e d h a r d d i s k s l i d e r s [ J ] ． We a r ， 2 0 0 0 ， 2 4 3 1 ／ 2 1 3 3 1 3 9 ． 【 4 】G r a b o n W， K o s z e l a W， P a w l u s P ， e t a 1 ． I m p r o v i n g t r i b o l o g i e a l b e h a v i o u r o f p i s t o n rin g c y l i n d e r l i n e r f ri c t i o n a l p a i r b y l i n e r s u r f a c e t e x t u ri n g [ J ] ． T ri b o l o g y I n t e rna t i o n al， 2 0 1 3 ， 6 1 2 1 0 21 0 8 ． 【 5 】E t s i o n I ， H al per i n G， B ri z m e r V ． E x p e r i m e n t al i n v e s t i g a t i o n o f l a s e r s u rf a c e t e x t u r e d p a r a l l e l t h r u s t b e a ri n g s [ J ] ． T r i b o l o g y Let t e rs， 2 0 0 4 ， 1 7 2 2 9 5 3 0 0 ． 【 6 】 S i ri p u r a m R ， S t e p h e n s L ． E ff e c t o f d e t e r m i n i s t i c a s p e ri t y g e o m e t r y o n h y d m d r n a m i c l u b ri c a t i o n [ J ] ． A S M E J o u r n al o f T r i b o l o - g Y， 2 00 4， 1 2 6 5 2 75 3 4． 【 7 】L e e J ， H e B ， P a t a n k a r N A ． A r o u g h n e s s b a s e d w e t t a b i l i t y s w i t c h i n g m e m b r a n e d e v i c e f o r h y d r o p h o b i c s u rf a c e [ J ] ． M i c m m e c h Mi c r o e n g， 2 0 0 5， 1 5 5 916 0 0． 【 8 】 Z u m K H G a h r ， Wa h l R， Wa u t h i e r K ． E x p e ri m e n t a l s t u d y o f t h e e ff e c t o f mi c r o t e x t u r i ng o n o i l l u b ric a t e d c e r a mi c ／s t e e l f ric t i o n p a i rs[ J ] ． We a r ， 2 0 0 9 ， 2 6 7 1 2 4 1 1 2 5 1 ． 【 9 】P e t t e rs s o n U， J a c o b s o n S ． I n fl u e n c e o f s u r f a c e t e x t u r e o n b o u n d a r y l u b ri c a t e d s l i d i n g c o n t a c t s[ J ] ．T ri b o l o g y I n t e r n a t i o n a l ， 2 0 0 3， 3 6 8 5 78 6 4． 【 1 0 】Wa k u d a M， Y a m a u c h i Y， K a n z a k i S ， e t a 1 ． E ff e c t o f w o r k p i e c e p r o p e i e s o 1“1 m a c