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水溶性切削液在机械加工的使用与维护
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水溶性切削液在机械加工的使用与维护

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2019/06/22
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金属加工使用切削液的历史,从17世纪开始,距今已有几百年。它的发展趋势是功能越来越强,更加环保,使用时间也是越来越长。
 
从17世纪的苏打水到18世纪的植物油、肥皂水,19世纪的菜籽油、硫化切削液及合成切削液,再直到现代各类切削油和水溶性切削液。
 
近年来,随着机械加工业的发展,虽然在刀具新材料的不断发展下,出现了干切削的加工模式,但占绝大多数的,还是以切削液或切削油作为润滑介质的机加工,而且由于环保及经济方面的考虑,水溶性切削液正在逐渐取代纯油性的切削油。
水溶性切削液在机械加工的使用与维护
水溶性切削液的使用,虽然经济实惠和环保,但相比切削油来说,其使用和维护还是比较麻烦的。水溶性切削液,如果没有正确的维护,就会遇到各种各样的问题。
 
一、浓度管理
 
正确维护好水溶性切削液的使用浓度,将会给其带来更长的使用寿命,以及更好的加工性能。
 
由于水分是不断蒸发的,而工作液中的矿物质成分、添加剂或油分不会蒸发,所以工作液的浓度及组分是不断变化的,这个变化与水溶性切削液的使用温度和使用频率相关。
 
此外,金属切屑及加工零件的带出,同样会影响水溶性切削液的浓度的变化。
 
每次加水会带来盐分的累积,这些盐分会对工件及机床部件造成腐蚀,因此,对工作浓度的要求会随使用时间的延长而相应增加,以用于抵抗矿物质增加所导致抗腐性能的降低。
 
溶入到切削液中的盐分是很难被去除的,只有两个办法可以采用,提高水溶性切削液的防腐能力,或更换水溶性切削液。
 
使用合适的浓度是非常重要的,太高的浓度会给操作工人带来皮肤刺激,太低的浓度又会造成细菌的繁殖,工件加工质量下降,刀具寿命缩短。
 
二、稀释水管理
 
水的硬度由溶解于水中的矿物质的含量所决定,硬度太高易导致出现乳液不稳定现象,容易对金属造成腐蚀。
 
而且,水溶性切削液的生产厂家所给出的产品防锈性能,是在用中等硬度水配制,并以标准试验方法测得的结果。
 
所以,我们需要维护好水溶性切削液的稀释水。
 
三、微生物管理
 
水溶性切削液一旦与水混合,就会不可避免地受到微生物的攻击。自来水或者雨水中都存在有各种细菌、真菌、霉菌和酵母菌等,这些菌种可以在温暖的化学物质存在的环境下快速生长。
 
水溶性切削液中通常包含有抗菌的组分,这些组分在保持有一定水平的情况下可以有效地抵抗微生物的侵害,但是这些组分在使用的过程中会消耗。
 
另一种控制细菌的方法是生物稳定性,就是允许一定细菌的存在但不让其过度繁殖,比如将细菌的数量控制在1×105个/ml以下。
 
细菌的攻击会导致表面活性剂的消耗,从而影响水溶性切削液的稳定性,最终使得油水分离。
 
细菌的滋生还会分解出酸性物质,降低水溶性切削液的pH值,导致腐蚀及皮肤过敏的发生。
 
切削液箱中总是覆盖一层杂油,会促使厌氧菌的生长,而厌氧菌会将硫转化成硫化氢气体,闻起来就是一股臭鸡蛋味。
 
四、pH值的管理
 
pH值降低是造成水溶性切削液腐败、工件生锈的直接原因之一。
 
经常测定冷却液的pH值,并使其保持在指标值范围之内,可将有效地防止冷却液的腐败和工件、设备的锈蚀现象。
 
如发现pH值降低现象,首先进行浓度检测,如浓度正常,则添加pH值向上剂,如浓度偏低,则首先补充原液,校正浓度,如浓度校正后pH值仍偏低,可以添加pH调整剂以提高pH值。
 
五、杂油的管理
 
通常水溶性切削液均具有一定的抗杂油能力,但大量杂油(如导轨油、液压油等)的混入将大大加剧冷却液的劣化速度,导致水溶性切削液的分离、腐败现象。
 
因此,必须安装撇油器,及时除去混入的杂油,并经常记录润滑油的补给量,及时发现、修补泄露处,使杂油混入量控制在较小限度,这将有效地延长冷却液的使用寿命,从而降低使用成本。
 
六、切屑的管理
 
新生的切屑,具有较强的反应活性,会过多地消耗水溶性切削液的有效成分,需及时清除产生的切屑,比如安装磁性过滤器或其他过滤设备。
 
七、废液的处理
 
水溶性切削液中含用的各种表面活性剂和矿物油,难于分离。而且废液中还混入了大量的漏油、切屑、磨粒粉末等,处理起来比较难。
 
因此,水溶性切削液的废液,需统一送往污水处理站进行处理。
 
水溶性切削液一旦发生变质、腐败等现象,想要恢复到原来正常的使用状态,将耗费巨大的人力和物力。
 
因此,水溶性切削液的日常管理不可或缺。我们希望能够通过对以上内容的理解和实施,以此来延长它的使用寿命,并减少现场问题的发生概率。