金属切削液的管理及维护

作者：上海通用汽车有限公司 陈辉

欢迎访问e展厅 展厅 5 润滑油/脂/液展厅 润滑油, 润滑剂, 润滑脂, 导电膏, 清洗剂, ... 在汽车行业中，金属切削加工普遍存在于发动机和变速箱的机加工工艺中。因此，选用优质的金属切削液（俗称冷却液）以及对切削液进行良好的管理、维护显得尤为重要。 对切削液进行良好的维护和管理可使你的工厂得到更多的利益，主要体现在切削液的使用寿命更长、刀具和工件间的润滑更好、冷却速度更快、产品的单件成本降低等方面。清洁的液体也能使你有一个更为安全、更令人愉快的工作环境，同时还可减少废液的处理。 要想维护管理好切削液，就需要注意导致切削液不稳定的原因和信号，并经常性地做一些基本的维护工作。 水质 水质的好坏是一个很重要的条件。在切削液的成分中90％以上是水，配制切削液用水的质量对切削液总体性能的影响，比任何其他因素都大。因此，水质是应首先给予注意的重要因素。 对切削液性能影响最大的是溶解于水中的固体成份，即水的硬度、盐类。这些因素的变化会改变切削液的性能，对切削液系统产生影响。它们能促进不溶性皂的形成，造成管路和过滤器的堵塞 ，不溶性皂也易粘附于机床表面。Ca2+、Mg2+和切削液中的多种添加剂（如表面活性剂和润湿剂）也能发生反应，从而影响到液体的总体性能。 由于切削液槽中水分的蒸发，使得切削液中的矿物质、盐类得到浓缩，这样系统中溶液的硬度会越来越高，对切削液的影响也会越来越大。 除钙盐和镁盐外，可对切削液造成问题的尚有其它盐类。含有Cl-和SO42-的可溶于水的盐类，会对工件造成锈蚀。溶于水中的铁盐会降低切削液的防锈性能。尽管液体中有防锈添加剂，当液体中铁离子的含量增高时，铁盐会沉着于工件和机床表面，产生锈斑。 对于乳化液来说，矿物质和溶于水中的离子会影响乳化油的粒度，使其粒度增大，大的粒子又较易集合成更大的粒子，最后形成乳脂或导致油的析出。当矿物质含量高时，会影响可溶性液的悬浮性，这将缩短切削液的使用寿命。 良好的水质是成功使用切削液的前提，良好的维护管理则是保证切削液正常使用的根本。显然，配制切削液用水越纯净越好。目前，上海通用汽车动力总成车间里设有纯水生产设备，有效减弱了各类离子对于切削液的影响，切削液的使用寿命得到显著延长。 预防性维护 预防性维护对得到最长的切削液使用寿命和最好的使用性能非常重要，可减弱污染物、微生物、盐分等对使用中的切削液的不利影响。这些影响可能改变切削液的化学和物理性能 。须经常测定表征切削液使用性能的某些参数，以保证切削液的性能在正常的范围内。一种优良的切削液 ，在一个良好设计的系统中，如没有一个有计划的维护程序，可能就得不到较长的使用寿命。 1、 切削液槽的清洗 切削液使用寿命到了之后需要彻底排放掉，在往液槽中配入新液前，必需对液槽进行清洗。这是为了避免污物、屑末的沉积和微生物的滋长。 □ 首先使机床空运转、打循环，这个过程要持续一段时间，使得脏液中的污物和金属屑悬浮在液体中，这样有利于更好地排放并清除掉所有屑末和各种可见的沉积物。 □ 采用高压水枪对液槽中的各个角落进行冲洗，直到彻底冲洗干净为止。 □ 液槽中灌入清水，并添加专用机床清洗剂（普通清洗剂如漂洗不干净，会和配制好的新鲜切削液发生作用）。如有必要，可加入专用杀菌剂，开机循环数小时。 □ 放掉清洗用水，再灌入清水进行漂洗循环，循环时间视具体情况而定。 □ 放掉漂洗用水，再加清水循环冲洗，以彻底去掉所有残留的清洗剂和污物。 □ 技术人员对清洗效果确认后开始添加配制好的新鲜切削液。 2、 浓度的控制控制 恰当的浓度是得到最佳刀具寿命、高生产率、良好的防锈性能和控制细菌滋长的重要因素。常规检测浓度的方法有两种： □ 折光仪 手持光学折光仪可测得相当的浓度读数，可在生产现场使用。但其准确性会因切削液中含有杂油、清洗剂、液压油及其他污染物而受影响。 □ 化学滴定法 此法是较准确的方法。具体的滴定方法因所用切削液的性质而异。 当向切削液系统补充添加液体时，最好先用良好的水（如去离子水）与切削液原液在机床外部预先混合均匀后，再往液槽中添加。这比将原液直接加入到液槽中要好，液槽中可能有积聚的矿物质、污染物和微生物，这将使混合较困难，造成原液的浪费。 3、 PH值的控制 所有用水稀释的切削液都是按使用中呈碱性（按PH值）设计的，呈碱性可帮助控制锈蚀和细菌滋长，呈酸性易产生锈蚀。举例来说，如新配液的PH值为9.1，使用两周后降为7.5，这说明细菌可能已大量繁殖。这些微生物能分解掉切削液中的有效成分，使PH值下降，最终不可避免地导致锈蚀出现，并产生令人厌恶的臭味，降低切削液的稳定性，缩短刀具寿命。因此，控制恰当的PH值是保持良好生产，获得良好经济效益的有力措施。 所有水性切削液都设计使用于某个具体的PH值范围之内。如PH值不断增加，高出此范围，应检查是否无意中加进了不需要的物料，如清洗液有时会意外地被误加进切削液槽。 4、 微生物的控制 金属切削液能支持微生物的滋长，会造成很多问题，如沉积、粘敷在管壁造成管路堵塞，使切削液污浊、发臭进而造成工件锈蚀等。 大部分可溶性切削液原液中都含有杀菌剂配方。在一个清洗干净的系统中，切削液中的杀菌剂，加上使用过程中的正常添加量，应能控制微生物的滋长。在切削液的使用中，受外在因素影响，可能还需另添加一些杀菌剂。 每周或每两周检测一次冷却系统的微生物含量，已足以确定系统受微生物污染的程度。现场常用的简单有效的测试微生物的方法主要是浸片试验。试样一般经2-3天的培养，即可目测出大致的微生物污染程度。 如测试结果超出控制值，则需及时添加杀菌剂进行调整，并视情况而定是否给予换液。 保持系统清洁可减少各种细菌和真菌滋生，控制细菌滋长最有效的办法是做好切削液的维护管理，化学品管理人员应设法定期撇除或捞除切削液中的污染物，保持整洁的工作环境。另外，停线期间要定期安排机床开机打循环。 5、 跟踪记录切削液性能 对每台机床切削液的使用状况进行简单记录。 保持记录十分重要。可溶性切削液中的各种添加剂，能帮助延长刀具和液体的使用寿命，防止工件锈蚀，并保持切削液的稳定性。但经使用，添加剂迟早要消耗掉。这表示为使切削液能继续使用下去，需要周期性地添加新液。对浓度、PH值、产生泡沫倾向、水质、切削液稳定性、菌类污染这６项指标保持简单记录，可使你能跟踪切削液的使用性能。 6、 其他维护 切削液的污染源可来自很多方面，有泄漏到液槽中的液压油、润滑油、清洗液、金属切屑等。这些污染物能阻隔静止的液体和空气的接触，阻止正常的充气供氧，使厌氧菌繁殖，经常性地去除污染物，可防止液体散发出腐败味道。 常见切削液的净化方法有两种，即：静止分离和撇除污物；过滤。 静止分离是一个被动的处理方法，让切削液在液槽中静止足够长的时间，使污物从液体中分离出来。有些会沉降下来，有些可漂浮于液面，此时可撇除，充气能促使污物漂浮至液面。 过滤是一个主动的处理方法，但所需设备价格较高。目前，存在多种过滤方法，因净化程度而异，要求净化程度越高，所需设备越复杂、价格越高。 另外，良好的库存条件有助于保护切削液使用前的质量，要保证切削液储存在恰当的温度环境中，水溶性切削液可能因储存环境温度的过高或过低而受影响。冬天气温较低，可在储存点设置加热和循环设施。 结束语 优质的切削液结合良好的日常管理，是切削液获得长储槽寿命及最佳使用效果的可靠保证。化学品管理正力争在经济效益和环保效益中找到一个平衡点，更好地响应企业降本增效的号召。(end)

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