支持绿色制造的高性能微量润滑系统关键技术及应用

本项目属于绿色制造技术领域。 金属加工液作为机械加工重要的配套材料，它在机械加工中主要起冷却、润滑、清洗和防锈等作用，对于保证刀具寿命，提高切削效率和工件表面质量极为重要，因而在机械加工中得到了广泛应用。特别是近年来，一些先进制造工艺如超高速切削的出现，它的使用量更是成倍的增长。与此同时，它的使用也带来了越来越多的负面问题：如环境污染问题、工人健康问题、加工和排放成本增加问题等。 微量润滑技术就是顺应节能环保、绿色制造趋势而应运而生的一门新兴技术。微量润滑技术是一门多学科技术，其技术原理是通过压缩空气将极微量的润滑剂精确输送到加工点上，好的润滑剂在加工过程中产生少的摩擦热和变形热，同时压缩空气也带走一部分的热量，达到使用极少的润滑剂就能满足金属加工高端要求的目的。与传统切削油液相比较，微量润滑技术可节省切削油液的使用量90%以上，节能减排、环境保护效果显著，在国际上视为一种可替代传统切削油液的绿色加工新技术。 本项目在国家和上海市相关科技计划项目的支持下，自主研制了微量润滑装置及配套微量润滑油剂，其关键技术创新发明内容包括：（1） 微量润滑装置的发明内容：1）通过本装置，在输送润滑油时，不产生雾化，达到良好润滑效果；精确输送润滑剂到加工点，减少润滑剂的使用量；以压缩气体为动力，可以带走部分摩擦和变形产生的热量；2）特殊结构的喷嘴系统可以带动周围20-30倍的空气一起工作，节省空压机耗电70-90%；3）特殊结构的油水气三相喷油喷水装置可以使油水在输送至加工点前进行混合，形成特殊的W/O型的润滑油水滴，在到达加工点时油膜破裂，水立即蒸发后带走大量的热量，油保留在加工点上起润滑和冷却作用；4）纳米粒子射流微量润滑技术解决微量润滑在磨削加工的应用。（2）微量润滑油剂发明内容：1）通过选用或自主合成润滑性和极压抗磨性极佳的润滑材料，使在润滑使用过程中产生的摩擦热和变形热极小；延长刀具使用寿命；2）选用散热性能好的组分，在有些加工环境和加工有些材质，选用水为冷媒；选用水为冷媒时还需要考虑润滑剂的防锈性能；3）从环境友好角度筛选组分，使其消耗后在自然环境中能快速降解；4）使润滑剂的使用量降到原有的10%以下，并减少对江河湖海的排放污染、节省加工成本，提高了润滑效果。 截止2015年底本项目已经申请发明专利62项，授权发明专利28项，授权实用新型专利3项。与重庆大学共同制订2项国家标准；申请发明专利4项，授权发明专利1项，授权1项实用新型专利；与青岛理工大学合作授权发明专利2项。 集成应用上述自主创新发明专利技术，已研制微量润滑系列产品，已累计完成销售7000余万元，缴纳税收近300万元。先后在500多家国内企业应用，获得好评，并为这些企业的节能减排和节省成本作出相当的贡献，使用企业包括：上海电气、上海大众、中国中车、一汽大众、华峰集团、上海友升、秦川机床、双环股份等知名制造企业。本项目属支持国内金属加工行业节能减排、环境保护、绿色生产的关键技术，对于推动传统机加工行业的绿色转型升级和科技进步具有重大意义。