行業資訊當前位置:首頁 >> 新聞中心 >> 行業資訊
切削液的作用 切削液配方 切削液技術
2015-7-30

    近幾年,隨著金屬加工業的日新月異和金屬加工技術的飛速進步,以及最終用戶對產品質量要求的不斷提高,切削液巿場也隨之迅速擴張,小小一滴切削液,事關加工的結果,無論是高速的加工效率,還是精確的加工效果,亦或是環保的加工過程,優質的切削液都能帶來出色的表現。今天小編就帶您走進切削液的世界。

(一)切削液的作用
切削液是一種用在金屬切削、磨加工過程中,用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業用液體,切削液由多種超強功能助劑經科學復合配伍而成,同時具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點。
1.潤滑作用
金屬切削加工液(簡稱切削液)在切削過程中的潤滑作用,可以減小前刀面與切屑,后刀面與已加工表面間的摩擦,形成部分潤滑膜,從而減小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削過程中,加入磨削液后,磨削液滲入砂輪磨粒-工件及磨粒-磨屑之間形成潤滑膜,使界面間的摩擦減小,防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑,從而減小磨削力和摩擦熱,提高砂輪耐用度以及工件表面質量。
2.冷卻作用
切削液的冷卻作用是通過它和因切削而發熱的刀具(或砂輪)、切屑和工件間的對流和汽化作用把切削熱從刀具和工件處帶走,從而有效地降低切削溫度,減少工件和刀具的熱變形,保持刀具硬度,提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷卻性能和其導熱系數、比熱、汽化熱以及粘度(或流動性)有關。水的導熱系數和比熱均高于油,因此水的冷卻性能要優于油。
3.清洗作用
在金屬切削過程中,要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒,防止機床和工件、刀具的沾污,使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利,不致影響切削效果。對于油基切削油,粘度越低,清洗能力越強,尤其是含有煤油、柴油等輕組份的切削油,滲透性和清洗性能就越好。含有表面活性劑的水基切削液,清洗效果較好,因為它能在表面上形成吸附膜,阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂輪上,同時它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上,把它從界面上分離,隨切削液帶走,保持界面清潔。
4.防銹作用
在金屬切削過程中,工件要與環境介質及切削液組分分解或氧化變質而產生的油泥等腐蝕性介質接觸而腐蝕,與切削液接觸的機床部件表面也會因此而腐蝕。此外,在工件加工后或工序之間流轉過程中暫時存放時,也要求切削液有一定的防銹能力,防止環境介質及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質對金屬產生侵蝕。特別是在我國南方地區潮濕多雨季節,更應注意工序間防銹措施。
5.其它作用
除了以上4種作用外,所使用的切削液應具備良好的穩定性,在貯存和使用中不產生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現象。對細菌和霉菌有一定抵抗能力,不易長霉及生物降解而導致發臭、變質。不損壞涂漆零件,對人體無危害,無刺激性氣味。在使用過程中無煙、霧或少煙霧。便于回收,低污染,排放的廢液處理簡便,經處理后能達到國家規定的工業污水排放標準等。

(二)切削液的配方
1.透明水溶性切削液
配方主要成分有:乙二醇、四硼酸鈉、偏硅酸鈉、磷酸鈉。
乙二醇:乙二醇乙二醇又名“甘醇”、“1,2-亞乙基二醇”,簡稱EG。化學式為(HOCH2)₂,是最簡單的二元醇。乙二醇是無色無臭、有甜味液體,對動物有毒性,人類致死劑量約為1.6g/kg。乙二醇能與水、丙酮互溶,但在醚類中溶解度較小。用作溶劑、防凍劑以及合成滌綸的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一種相轉移催化劑,也用于細胞融合;其硝酸酯是一種炸藥。
四硼酸鈉:四硼酸鈉,或稱硼砂,分子式Na2B4O7.10H2O,是非常重要的含硼礦物及硼化合物。通常為含有無色晶體的白色粉末,易溶于水。硼砂有廣泛的用途,可用作清潔劑、化妝品、殺蟲劑,也可用于配置緩沖溶液和制取其他硼化合物等。硼砂常指四硼酸鈉的十水合物,即Na2B4O7.10H2O,但市售硼砂往往已經部分風化。
偏硅酸鈉:偏硅酸鈉是普通泡化堿與燒堿水熱反應而制得的低分子晶體,商品有無水、五水和九水合物,其中九水合物只有我國市場上存在,因其熔點只有42℃,貯存時很容易變為液體或膏狀,正逐步被淘汰,但由于一些用戶習慣和一些領域對結晶水不是很在意,九水偏硅酸鈉還是有一定市場。
磷酸鈉:磷酸鈉(化學式:Na3PO4)為磷酸鹽,是一種無機化合物。一般磷酸鈉指的是十二水合磷酸鈉(Na3PO412H2O)。十二水合磷酸鈉在干燥空氣中風化,且將其加熱至100°C時,會失去結晶水而成為無水物。
2.乳化切削油
配方主要成分有:石油磺酸鈉、聚氧乙烯烷基酚醚、氯化石蠟、環烷酸鉛、三乙醇胺油酸皂、高速機械油、妥爾油酸鈉鹽、石油酸鈉鹽、合成脂肪酸、聚乙二醇、工業機械油。
石油磺酸鈉:別稱:烷基磺酸鈉、T702防銹劑、石油磺酸鈉T702;分子式:R-SO3Na(R=C14~C18烷基);結構式為:RSO3Na、其中R為平均14~18個碳原子的直鏈脂肪族烷基;溶解性:溶于水而成半透明液體,對酸堿和硬水都比較穩定;
氯化石蠟:氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物,具有低揮發性、阻燃、電絕緣性良好、價廉等優點,可用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑。廣泛用于生產電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制品。以及應用于涂料、潤滑油等的添加劑。
環烷酸鉛:制備方法由環烷酸鈉與乙酸鉛復分解置換而得。先將環烷酸加水升溫至90-100℃,再緩緩加入30%的氫氧化鈉溶液進行皂化,至溶液透明,得環烷酸鈉,用再乙酸鉛復分解置換得粗品,經水洗滌,加熱脫水得成品環烷酸鉛。
三乙醇胺油酸皂:油酸皂對動植物油礦物油機油石臘潤滑油等具有良好的清洗能力,并具有很好的防銹能力。金屬切削液中可作清洗部分,同時具有良好的潤滑性能,黑色金屬的防腐性能,并有很好的冷卻和防銹功能,用于鋼、鐵、鋁、合金鋼、低合金鋼、鐘表元件等金屬加工半成品清洗劑,有防銹作用。在一般工業作為乳化劑,對礦物油,植物油,蠟垢有較好的乳化性能。
高速機械油:高速機械油又稱高速錠子油。輕質機械油的一種。粘度較低的潤滑油。由石油餾分經硫酸精制或溶劑精制并加入抗氧劑而得。要求潤滑性能好,對機械零件磨損小;穩定性好,長期使用不易變質;顏色淺,不污染紗布。主要用于轉速高、負荷輕的紡織機械摩擦部分,如細紡機、捻線機、粗紡機、針織機的止推軸承,也適用于其他高轉速低負荷的機械及一些自動控制儀表的潤滑。主要質量指標是粘度、閃點、凝固點等。
合成脂肪酸:合成脂肪酸是以石油產品經化學合成方法制得的脂肪酸。用作制皂的原料。其碳數為10~18,碳數較低的部分用于其他工業。石蠟氧化法生產合成脂肪酸的原料為C21~28,餾程為350~420℃的正構烷烴(俗稱石蠟),也有用餾程為320~450℃的正構烷烴。
聚乙二醇:特點無毒、無刺激性,具有良好的水溶性,并與許多有機物組份有良好的相溶性。它們具有優良的潤滑性、保濕性、分散性、粘接劑、抗靜電劑及柔軟劑等,在化妝品、制藥、化纖、橡膠、塑料、造紙、油漆、電鍍、農藥、金屬加工及食品加工等行業中均有著極為廣泛的應用。
3.防銹極壓乳化油
配方主要成分有:氯化石蠟、硫化油酸、石油磺酸鋇、油酸、三乙醇胺、機械油。
氯化石蠟:氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物,具有低揮發性、阻燃、電絕緣性良好、價廉等優點,可用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑。廣泛用于生產電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制品。以及應用于涂料、潤滑油等的添加劑。將計量的液體石蠟加入反應釜中,在攪拌下滴加氯化亞砜,回流5~7h后,常壓回收過量的氯化亞砜。用水、NaOH水溶液依次洗滌減壓脫水至含水量小于2%,出料為成品。
石油磺酸鋇:石油磺酸鋇是目前國內應用較多的緩蝕劑。根據不同的使用條件一般添加量在1-10%。它具有優良的抗潮濕、抗鹽霧、抗鹽水和水置換性能,對多種金屬具有優良的防銹性能。適用于防銹油脂中作防銹劑,如配制置換型防銹油、工序間防銹油、封存用油和潤滑防銹兩用油及防銹脂。石油磺酸鋇的靜態腐蝕試驗情況較好,對鋼、黃銅、紫銅、鋁合金、鋅等多種金屬無腐蝕作用。
油酸:油酸是一種單不飽和Omega-9脂肪酸,存在于動植物體內。化學式C18H34O2(或CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH)。將油酸加氫加成得到硬脂酸。油酸的雙鍵反式異構體稱為反油酸。作為化學試劑、用作色譜對比樣品及用于生化研究,核定鈣、氨、銅,測定鎂、硫等。
三乙醇胺:精制方法:工業品的三乙醇胺含量在80%以上,其余含有1.0%以下的水,2.5%以下的乙醇胺和15%的二乙醇胺以及少量的聚乙二醇等雜質。精制時用水蒸氣蒸餾除去乙醇胺,加入氫氧化鈉使三乙醇胺成堿金屬鹽而析出,分離后中和,再進行減壓蒸餾得純品。
機械油:石油潤滑油餾分經脫蠟、溶劑精制及白土處理而得的一般質量的潤滑油。通常只加抗氧化添加劑。機械油分為高速機械油和普通機械油,分別用于紡織機械錠子、普通機床等一般機械的潤滑,按50℃運動粘度分牌號。在現有的潤滑劑的分類中已取消“機械油”的分類,可以參照L-AN類的特點選用您需要的潤滑油。
 
(三)切削液問題解決
1.切削液變質發臭的問題
切削液變質發臭的主要原因是:切削液中含有大量細菌,切削液中的細菌主要有耗氧菌和厭氧菌。耗氧菌生活在有礦物質的環境中,如水、切削液的濃縮液和機床漏出的油中,在有氧條件下,每 20~30min分裂為二。而厭氧菌生存在沒有氧氣的環境中,每小時分裂為二,代謝釋放出SO2,有臭雞蛋味,切削液變黑。當切削液中的細菌大于106時,切削液就會變臭。
(1)細菌進入切削液的渠道:
1)配制過程中有細菌侵入,如配制切削液的水中有細菌。2)空氣中的細菌進入切削液。3)工件工序間的轉運造成切削液的感染。4)操作者的不良習慣,如亂丟臟東西。5)機床及車間的清潔度差。
(2)控制細菌生長的方法:
1)使用高質量、穩定性好的切削液。2)用純水配制濃縮液,不但配制容易,而且可改善切削液的潤滑性,且減少被切屑帶走的量,并能防止細菌侵蝕。3)使用時,要控制切削液中濃縮液的比率不能過低,否則易使細菌生長。4)由于機床所用油中含有細菌,所以要盡可能減少機床漏出的油混入切削液。5)切削液的pH值在8.3~9.2時,細菌難以生存,所以應及時加入新的切削液,提高pH值。6)保持切削液的清潔,不要使切削液與污油、食物、煙草等污物接觸。7)經常使用殺菌劑。8)保持車間和機床的清潔。9)設備如果沒有過濾裝置,應定期撇除浮油,清除污物。
2.切削液的腐蝕問題
(1)產生腐蝕的原因:
1)切削液中濃縮液所占的比例偏低。2)切削液的pH值過高或過低。例如PH>9.2時,對鋁有腐蝕作用。所以應根據金屬材料選擇合適的pH值。3)不相似的金屬材料接觸。4)用紙或木頭墊放工件。5)零部件疊放。6)切削液中細菌的數量超標。7)工作環境的濕度太高。
(2)防治腐蝕的方法:
1)用純水配制切削液,并且切削液的比例應按所用切削液說明書中的推薦值使用。2)在需要的情況下,要使用防銹液。3)控制細菌的數量,避免細菌的產生。4)檢查濕度,注意控制工作環境的濕度在合適的范圍內。 5)要避免切削液受到污染。6)要避免不相似的材料接觸,如鋁和鋼、鑄鐵(含鎂)和銅等。
3.產生泡沫的問題
在使用切削液時,有時切削液表面會產生大量泡沫。
(1)產生泡沫的主要原因:
1)切削液的液面太低。2)切削液的流速太快,氣泡沒有時間溢出,越積越多,導致大量泡沫產生。3)水槽設計中直角太多,或切削液的噴嘴角度太直。
(2)避免產生泡沫的方法:
1)在集中冷卻系統中,管路分級串聯,離冷卻箱近的管路壓力應低一些。2)保證切削液的液面不要太低,及時檢查液面高度,及時添加切削液。3)控制切削液流速不要太快。4)在設計水槽時,應注意水槽直角不要太多。5)在使用切削液時應注意切削液噴嘴角度不要太直。
4.操作者皮膚過敏的問題
(1)操作者皮膚過敏的主要原因:
1)pH值太高。2)切削液的成分。3)不溶的金屬及機床使用的油料。4)濃縮液使用配比過高。5)切削液表面的保護性懸浮層,如氣味封閉層、防泡沫層。殺菌劑及不干凈的切削液。
(2)在工作中,應該注意以下幾點:
1)操作者應涂保護油,穿工作服,帶手套,應注意避免皮膚與切削液直接接觸。2)切削液中濃縮液比例一定要按照切削液的推薦值使用。3)使用殺菌劑要按說明書中的劑量使用。
還有,氟橡膠、脂橡膠受切削液影響變形較小,在用作機床密封件時,可優先考慮。為了防止變形,機床密封件所用橡膠含脂量一般應大于35%。另外,為了有效防止切削液引起機床油漆脫落,可選擇環氧樹脂漆或聚腔酯漆。總之,在正常生產中使用切削液,如果能注意以上問題,可以避免不必要的經濟損失,有效地提高生產效率。

(四)切削液廢水處理
1.水基切削液的廢液處理
水基切削液的廢液處理可分為物理處理、化學處理、生物處理、燃燒處理四大類。
(1)物理處理:
其目的是使發府中的懸濁物(指粒子直徑在10² m以上的切屑、磨屑粉未、油粒子等)與水溶液分離。其方式有下述之三種:
1)利用懸濁物與水的比重差的沉降分離及浮游分離。2)利用濾材的過濾分離。3)利用離心裝置的離心分離。
(2)化學處理:
其是對在物理中未被分離的微細懸濁粒子或膠體狀粒子(粒子直覺為0.01~10² m的物質)進行處理或對廢液中的有害成分用化學處理使之變為無害物質,有下述四種方法:
1)使用無機系凝聚劑(聚氯化鋁、硫酸鋁土等),或有機系凝聚劑(聚丙烯酰胺)等促進微細粒子、膠體粒子之類的物質凝聚的凝聚法。2)利用氧、臭氧之類的氧化劑或電分解氧化還原反應處理廢液中有害成分的氧化還原法。3)利用活性碳之類的活性固體使廢液中的有害成分被吸附在固體表面而達到處理目的的吸附法。4)利用離子交換樹脂使廢液中的離子系有害成分進行離子交換而達到處理目的的離子交換法。
(3)生物處理:
生物處理的目的是對用物理、化學處理都很難除去的廢液中的有機物(例如有機胺,非離子系活性劑,多元醇等)進行處理,其代表性的方法有加菌淤渣法和散水濾床法加菌淤渣法是將加菌淤渣(微生物增殖體)與廢液混合進行通氣,利用微生物分解處理廢液中的有害物質(有機物)。散水濾床法是當廢液流過被微生物覆蓋的濾材充填床(濾床)的表面時,利用微生物分解處理廢液中的有機物。
(4)燃燒處理:
有直接燒卻法和將廢液蒸發濃縮以后再進行燃燒處理的“蒸發濃縮法”。
由于水基切削液的組成各異,所以到目前為止還沒有一個固定的方法去處理,通常是根據被處理廢液的性狀綜合使用上述各種方法。
2.油基切削液的廢液處理
油基切削液一般不會發臭變質,其更換切削液的原因主要是由于切削液的化學變化、切屑混入量增大、機床潤滑油的大量漏入及水的混入等原因,對此可采取如下措施:
(1)改善油基切削液的凈化裝置。
(2)定期清理油基切削液箱中的切屑。
(3)通過檢修機床防止潤滑油漏入。
(4)定期補充切削潤滑添加劑。
(5)加熱去除水份,并經沉演過濾后加入一些切削油潤滑添加劑,即可恢復質量,繼續使用。油基切削液最終的廢油處理一般是燃燒處理。為了節省資源,也可對廢油進行再生。
3.工業廢水排放標準
水基切削液的廢液處理最終要達到國家規定的工業污水排放標準。按GB33551-83規定進行。

如有關于切削液的任何問題,歡迎來電咨詢上海好林化學有限公司!