Ⅰ 在金屬加工行業中,水性切削液在加工中經常會出現哪些問題該怎麼來處理
切削液使用中的常見問題切削液變質發臭:主要原因在切削液中含有大量細菌、空氣中的細菌進入切削液和工件工序間造成切削液的感染細菌。相應的抑制措施則是使用高質量、穩定性好的切削液,保持切削液的清潔並經常使用殺菌劑。
削液腐蝕:主要原因有切削液中濃縮所佔的比例偏低、切削液的PH值過高或過低以及不相似的金屬材料接觸、切削液中細菌的數量超標和工作環境的濕度太高。採取用純水配置切削液,並且切削液的比例應按所用切削液說明書中的推薦值使用;在需要的情況下使用防銹液;避免切削液受到污染,並避免不相似的材料接觸。
切削液產生泡沫:主要原因是切削液的液面太低、切削液的流速太快、切削液的噴嘴角度太直和攪拌配製切削液等。使用時應注意保證切削液的液面高度並及時添加切削液;控制切削液流速不要太快;注意切削液噴嘴角度不要太直;配置乳化液時避免激烈攪拌和空氣攪拌。
引起皮膚過敏:主要原因可能是PH值太高、切削液的成分問題或者濃縮液使用配比過高等原因。操作者應注意避免皮膚與切削液直接接觸,使用殺菌劑要按說明書中的劑量使用,切削液中濃縮液比例一定要按照切削液的推薦值使用。
Ⅱ 合成切削液的基本知識和使用常識
金屬切削用油常識
概述:世界金屬加工油液佔世界總潤滑油量5%以上,而且從以油基為主,逐步向水基發展。由於鋁加工業的比例增加,鋁加工油品種和產量呈上升趨勢。在國外金屬加工液中,切削液一直佔有較大比例,一般為50%左右。金屬加工液分類常按金屬加工方法分為切削液和成型液兩大類,或按油品化學組成分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類。我國目前亦大多沿用此分類。ISO於1986年通過IS06743/7,按油基、水基將加工液分為MH和MA兩大類,又根據每類的化學組成、應用各分為8類和9類,共17類,該標准將目前眾多的金屬加工液的品種均可包含進去,我國已等效採用了該標准,制定了 GB7631.5。
金屬的機械加工通常包括兩種類型:金屬的去除和金屬的變形。前者作業是靠刃具把金屬從被加工件上除掉;後者則是用模具使金屬在應力下塑性變形,如軋、拉拔、沖壓、擠壓等。一般習慣地把金屬去除作業所用的潤滑劑稱為切削液,而把金屬變形用的潤滑劑稱為金屬加工工藝用液體。金屬加工液則是泛指上述兩類加工、作業用潤滑劑。
(一)金屬切削液的選用(技術切削設備的潤滑見機床的潤滑特點)
大部分金屬切削需要使用切削液,甚至在可以正常進行干切削的作業,如果選用適當的冷卻潤滑劑也可增加工效。早在1883年,F.W.泰勒(Taylor)曾證明用沖洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。金屬切削液的品種繁多。
ASTM D2881把金屬加工用的液體劃為三類:
(1)油和油 基液體;
(2)水基乳液及分散體;
(3)化學溶液(真溶液及膠體溶液)。
2類與3類之間的基本區別在於分散相的粒度和粒度分布。溶解油乳化液的平均粒度大於1 μm,真溶液及膠體溶液的粒度范圍為20~40 nm。膠體乳液(Ⅱ-C)代表了一種介於化學溶液與溶解油的乳液之間的中間狀態,其粒度分布介於上述兩等級之間。這種劃分原則基本上是一個理論性的區分,因為從典型的礦物油到不含油的化學溶液之間,可能存在著無限度的等級。
近年來,金屬切削液的發展和變化主要是在水溶性液體領域(2、3類)。由於這 類液體以水為基質,其傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)。等量的水吸收一定 熱量後,比油的溫升要慢得多,從而提高了冷卻效果,且可減少油霧,因此水基切削液的用量增大。以英國為例,水基切削液在整個切削液市場中約佔60%。但是水基 切削液與油相比存在著潤滑性差,其次是銹蝕、膠體穩定性、化學穩定性、生物穩定性、可濾性、泡沫性等問題。這些問題對切削液在機床應用時的「油池壽命(Sum p Life)」至關重要。合理選擇、應用、監控和維護,對使用水基切削液特別重要。
1、金屬切削液的成分與選擇
根據我國目前市場情況,切削液的主要成分如下。
(1) 油或油基液體:屬於ASTM D2881分類中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C,習慣稱為切削油(也稱凈切削油),主體為礦物油,含或不含添加劑。
(2) 乳液:屬於ASTM D2881分類中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C,有時稱為溶解油。根據礦物油含量和油滴粒度可分為3種:粗乳液:含油65%~80%,油滴粒度2~10 μm;微乳液:含油40%~50%,油滴粒度<1 μm;半合成乳液:含油5%~40%,油滴粒度約0.1 μm;
(3) 合成液體:含油或不含油,以溶於水的高分子有機物為主要潤滑劑。
(4) 化學溶液:不含油,屬ASTM D2881分類中的Ⅲ。從以上成分來看,以切削油的潤滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液,如配製得當也有相當好的潤滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范圍最廣泛。用於重負荷切削的乳化液要含極壓添加劑。合成液是乳化液的補充產品。這種液體常用在特定的用途上。某些合成液體在使用中由於濃度增大,清洗性增強而導致損傷操作人員的皮膚和機床塗層。化學溶液是不含礦物油的水溶液。使用前用水稀釋,有良好的沖洗、冷卻效果 ,並應能防止接觸區域的銹蝕。這類液體主要用於研磨,功能在於清洗和冷卻,沒有潤滑性。切削液的選擇,首先要避免使用那些對機床、刃具和加工材料有害的液體。通常,不含游離硫的硫化油適用於加工鋼材和銅材。而有些銅合金和高鎳合金,在硫 劑(特別是含游離硫)作用下會產生暗色斑痕。水基切削液的成分比較復雜,這是因為要顧及乳化系統的穩定,既要考慮諸成分的HLB值,又要達到各項性能的平衡。由於切削液以水為基質,還應考慮諸成分的 水溶性或在水中分散的性質。
選擇切削液前應充分了解下列情況。
1.1 加工材料的性質
被加工的材料物理化學性質各異,反映在切削操作上就會有切削的難易和與切削液相容性等新問題。對較難加工的材料及其與切削液的相容性分別簡略介紹如下 。
鋁:質軟,切割易粘切具。乳化液如鹼性強,與鋁產生化學反應,造成乳液分層。應選用專用乳化液或石蠟基礦物油作冷卻潤滑劑。
黃銅:切削時產生大量細屑,易使乳化油變綠。含活性硫的油劑可使加工材料變色,如選油劑要有過濾設備。
青銅:剪切前產生顯著的塑性變形,可使乳化液變成綠色。如選油劑要有過濾設備。
銅:粘韌,切削時產生微細捲曲的屑,可使乳化液變成綠色,影響乳化液的穩定,在活性硫作用下生污斑。如選用油劑要配備過濾設備。
可鍛鑄鐵:切削時產生大量微細的具有化學活性的磨蝕性屑。這些活性細屑好似過濾介質,削弱了乳化液的活性,而且可生成鐵皂,使乳化液變為紅褐色,乳化液的穩定性變劣。如使用油劑,必須用離心機或過濾器把鐵屑除去
鉛及其合金:易切削,可生成鉛皂,破壞乳化液的穩定。如使用油劑,對油劑有稠化傾向,要防止使用含大量脂肪的油劑。
鎂:切削時產生細屑,可燃。一般不使用水基切削液,可採用低粘度油作為切削液。
鎳及高鎳合金:切削時局部產生高熱,切屑可能燒結。可選用重負荷乳化液或非活性硫化油。
鈦:產生磨蝕性、可燃的切削,易發生加工硬化現象,應用重負荷乳化油或極壓油劑。
鋅:切削麵不規整,難以取得良好的光潔度,與乳化液生成鋅皂,使乳化液分離,應選專用乳化液。
1.2 加工工況
刀具的作用是在主剪切區域把加工材料用強剪切力切除剝落。刀具的推進面和暴露的新鮮金屬面之間,由於強烈的附著作用使推進面受到高的應力。因切割剝落的屑要移過刀具推進面,從而形成了第二剪切區域。在第二剪切區域產生的剪切作用使刀具受到最大摩擦力。潤滑和冷卻作用在此時同樣重要。但屬於金屬去除的機械加工種類很多,又各有其獨特的工況。一般認為,在低速加工(螺紋切削、擴孔和 齒面切削)時,切削潤滑劑的主要任務是縮小推進面與屑的粘結,作為邊界潤滑劑。在高速切削加工時,切削液的主要作用是降低摩擦熱,帶走熱量。
那些切削液難以到達剪切區域的加工作業,給潤滑、冷卻造成很大的困難。通常對擴孔、齒輪切削(特別是滾齒)、深孔鑽和鏜孔、攻絲(特別是盲孔)、深套孔、車螺紋加工要精心選擇適用的切削液。
1.3 油基和水基的特點
油基切削液指含添加劑的礦物油。水基切削液指乳液、合成液及化學溶液。籠統地說,低速重負荷切削需要充分的潤滑,通常選用極壓切削油劑。高速淺層切削,冷卻是首要的,一般選用水基切削液。有些極壓乳化液具有很好的潤滑和冷卻性,可以用於重負荷切削。一般的研磨加工,有時潤滑反而有害,故可使用合成液或化學溶液。加工材料、刀具材質、機床構造也是確定選用油基液或水基液的重要依據。
2 使用和維護
2.1 配製(稀釋)只有水基切削液需要配製,即按一定比例加水稀釋。水基切削液特別是乳化型的,在用水稀釋時要注意以下幾個方面。
2.1.1 水質 一般情況下不宜使用硬度超過400的水,因高硬度的水中所含的鈣、鎂離子會使 陰離子表面活性劑失效,乳液分解,出現不溶於水的金屬皂。即使乳化液是用非離子表面活性劑製成,大量的金屬離子也可使膠束聚集,從而影響乳液的穩定性。太軟的水也不宜使用。用太軟的水配製的乳化液在使用過程中易產生大量泡沫。
配製乳化液的水的適宜硬度應為50~200。可用去離子水和未經處理的工業水混配使用。我國幅員遼闊,切削液品種極多,因此在選購水基切削液之前,最好用當地的水作調配試驗。一般禁止使用處理後的污水、含化學物質的水和二次水來配製乳化液。鍋爐用的軟化水也要慎用。硬水地區的用戶可採用碳酸鈉法把水軟化後使用。軟化劑用量最好經試驗確定 。要防止軟水後水的pH值過高。軟水劑使用過度會破壞乳化液的穩定。
2.1.2 稀釋
切削液的稀釋關繫到乳化液的穩定。切削液在使用前,要先確定稀釋的比例和所需乳化液的體積。然後算出所用切削液(原液)量和水量。
選取潔凈的容器,將所需的全部水倒入容器內,然後在低速攪拌下加入切削液原液。配製乳化液時,原液的加入速度以不出現未乳化原液為准。切削液原液和水的加入程序不能顛倒。不要在機床的油池(槽)內直接調配乳液。
2.2 切削液的使用
切削液的使用效果,首先取決於正確選用適合加工工況的切削品種,以及合理地調配稀釋。但以下諸因素亦值得重視。
(1)循環液體總量
機加工過程中循環使用的切削液因飛濺、霧化、蒸發以及加工材料和切屑攜帶 ,不斷地消耗。這種消耗以a(攜帶值)表示。其定義是:為了維持機床油槽原有切削 液的體積,每月需補加切削液量,以原有體積倍數表示。例如,一個切削液循環系統的a=1,是指一個�V�為20 m↑3液體循環系統,每月需補充稀釋後的切削液(或 油)20 m↑3。歐洲汽車工業機加工的a值為1~1.5。個別切削液循環系統可低至0.25 ,即原來投入的切削液,假設不進行補充,4個月就會被攜帶完,也有高達a=4的。
攜帶值a與加工材料的形狀關系很大。攜帶值a無疑與機加工費用相關。但攜帶值太小會增大切削液的維護費用。每立方米冷卻劑一年的總費用�K�為:
K=k1+k2+k3�(元/m3·年)
式中,�k1�為變換冷卻劑的費用(原液+水)、廢冷卻液排放費用(勞力、清洗、充入水以及停工時間);�k2�為攜帶值費用(液體因工件、切屑攜出的損失及液 體霧化、蒸發的損失);�k3為冷卻劑的維護費用。從上式可知,攜帶值過大或過小都會增大費用。
冷卻液的逐漸消耗,使循環系統的液體減少,液體溫度上升甚至過熱,冷卻效力下降。冷卻效力下降會影響加工件的精度,並使刀具硬度下降。切削液溫度升高會加劇液體的霧化和蒸發,污染車間環境,進而增大液體消耗,形成惡性循環。通 常機床的液槽(油槽)如處於半滿狀態就不能發揮液體的應有功效,而且液體易變質 。
當使用油劑切削液(凈切削油)的溫度過高,危害更為嚴重。凈切削油的冷卻能力較低,且多用在那些難加工、發熱量大的切削中。油槽內凈切削油超溫不但具有 前述危害,還可能導致添加劑分解(分解可能產生有害物質),損壞機床、加工材料和刀具,惡化環境。特別是含大量氯化物添加劑的凈切削油,大多用於苛刻的機加工,產生的熱量大。這時油槽應增多充油量,以增加熱容量。
(2)切削液的流量
一般的機加工應保證壓力、大流量。鏜深孔和空心桿刀具可採用高壓噴射冷卻液,以利於把切屑沖刷出來。有些中低碳鋼和鈦材的鑽孔加工採用脈沖式注射冷卻液更有利,但要注意適合油泵的性能。苛刻的加工所使用的含氯凈切削油,要加大流量。
流量的大小可用循環系數�f�表示。定義是每小時循環量為總容量的倍數。切削液循環系統的溫度、泡沫、污染物含量對�f�都有影響。
(3)油嘴形狀
油嘴的形狀應適合被加工件的形狀和大小,以及刀具種類和操作程序。良好的油嘴應使切削液一直保持液流平坦,使加工件各部分充分浴於液體內。油嘴形狀要按實際效果來調整,基本要求是使最需要冷卻和潤滑之處得到足夠的冷卻液。
(4)泡沫
水基切削液和凈切削油在使用中會發生泡沫過多的問題。泵速過大會造成液體湍流,或者油管阻力形成噴射會增大液體的泡沫。特別是水基切削液的泡沫性是其主要性能指標之一。不同性質的切削液相混(如凈切削油與乳化液相混)也會使泡沫增多。機床變更切削液前要洗凈油槽和循環路線。此外配製乳化液時要避免激烈攪拌和空氣攪拌。過度軟化的水和含鹼的水會增加乳化液的泡沫。流體循環泵密封不嚴也會增大液體的泡沫。泡沫的危害使冷卻潤滑液失效和油槽容積的浪費。泡沫嚴重的冷卻液會造成機床、刀具和工件損壞。
(5)機床的密封
經常檢查機床的軸封(特別是用乳化液作為冷卻劑時),防止切削液串入機床齒輪箱、床頭箱或其它密封的傳動機構內。乳化液如果進入礦物油潤滑系統將使機床磨損。含極壓劑的凈切削油串入機床傳動或液壓系統,危害較小。
2.3 切削液的維護
大型機械加工車間常採用集中冷卻潤滑系統。這類循環系統的冷卻液不停地循環使用,油池壽命十分重要。延長油池壽命除了冷卻液的質量和合理使用外,冷卻液的維護也是重要的因素。冷卻液、切削液的維護工作主要包括以下幾項。
(1)確保液體循環路線的暢通
及時排除循環路線的金屬屑、金屬粉末、黴菌粘液、切削液本身的分解物、砂輪屑,以免造成堵塞。
(2)抑菌
削液(特別是乳液)抑菌生長的重要性是人所共知的。可採用定期投入殺菌劑和用超微過濾等手段抑制細菌的繁殖。
(3)切削液的凈化
污染切削液的物質主要是金屬粉末和砂礫細粉、飄浮油和游離水、微生物和繁殖物,特別是毛霉目真菌。
切削液內所含的固體粉末來源於加工件和刀具。這類固體不但易堵塞管路並有以下危害:(1)懸浮於冷卻液內的粒子損壞泵的密封,增大刀具磨損,損害人的皮膚,影響加工質量;(2)固體沉澱在油池底部,與有機物聚結,形成一層有大量氣孔的 沉澱層,為微生物繁殖提供了有利條件,而黴菌的細絲更穩定了沉澱的固體;(3)切 削液中的金屬粉末具有很高的化學活性,可使切削液中的某些成分失效。菌污染使切削液酸敗分解,黴菌的繁殖產生粘稠物,導致管路和噴嘴堵塞。
飄浮油是指機床傳動和液壓系統用油因機床密封不嚴漏入切削液系統的油。飄 浮油的危害是使切削液系統的某些材料膨脹變形,干擾了乳化液的乳化平衡,使乳化液失去穩定性。而且飄浮油常浮於乳液油表層,阻擋了乳化液和空氣的接觸,導致乳化液缺氧,使厭氧菌快速繁殖,加速乳化液的腐敗變質。
切削液被上述三類物質污染後,如採取分別去除污染的方法,手續十分繁瑣。 近年來開發了超細過濾方法,可除去固、液和大部分菌類污染物。但被超細過濾的切削液只限於含油少的微乳液或合成液,其成分在低濃度時不會構成膠束或其它凝 聚物。
有一種循環再生系統可把上述三類污染物在一個整體系統內清除。這種系統包括多種設備,分別用來除去不同的污物。例如用撇油輪除去表面飄浮油;用高速離心機或紙質過濾器除去金屬粉末和泥砂;用高壓巴氏殺菌器滅菌。這類整體的冷卻 劑再生系統如圖所示。整體的冷卻劑再生系統
在循環再生過程中要向系統內補充10%~15%的新鮮冷卻液,以彌補蒸發、漏損和加工件攜帶走的損失和添加劑的消耗。採用分批再生方式定期從切削液循環系統中抽出一定體積的液體,進行上述處理後再返回循環系統。
這種再生系統的特徵是:配套完整,效率高,可從切削液中除去1 μm以上的固體顆粒和大部分飄浮油。主要優點是採用高壓巴氏滅菌,省去了定期投放殺菌劑的麻煩,減少了殺菌劑對人身和環境的危害。
3、 勞動衛生與環境
影響人身健康和環境的主要原因是切削液所含的基礎油和各種添加劑。這些物質對健康的危害主要有以下幾方面。
(1)致癌 切削液所含的高密度礦物油(相對密度大於0.9)屬高芳烴含量的礦物油,易被乳化。但其中的多環芳烴(PCAH)是致癌成分。亞硝酸鈉和三乙醇胺曾被廣泛用於乳化液中,是有效的防銹劑。由於亞硝基二乙醇胺被證實為致癌物質,70 年代有些國家已禁止使用。
(2)油疹 由於皮膚接觸切削液中的油、菌類和金屬屑而產生的油疹,是最常見的皮膚病。
(3)毛囊炎 由於皮膚汗毛囊管受到油及外來物剌激所致,主要發生在手臂。
(二)切削液使用中的問題及其對策。
1、切削波變質發臭的問題
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於106時,切削液就會變臭。
(1) 細菌主要通過以下渠道進入到切削液中:
1)配製過程中有細菌侵入,如配製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)用純水配製濃縮液,不但配製容易,而且可改善切削液的潤滑性,且減少被切屑帶走的量,並能防止細菌侵蝕。
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)由於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)切削液中濃縮液所佔的比例偏低。
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)用純水配製切削液,並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)產生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。殺菌劑及不幹凈的切削液。
(2)在工作中,為了避免操作者皮膚過敏,應該注意以下幾點
1)操作者應塗保護油,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於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。
南京開源潤滑油廠
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Ⅲ 切削液是什麼 切削液的作用有哪些 切削液知識
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合而成,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。
切削液在切削過程中的潤滑作用,可以減小前刀面與切屑,後面刀與已加工表面間的摩擦,形成部分潤滑膜,從而減小切削力、摩擦和功率的消耗,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,加入磨削液後,磨削液滲入砂輪工件及磨粒、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。
二、冷卻作用
切削液的冷卻作用是通過它和因切削發熱的刀具和工件間的對流和化學作用把切削熱從刀具和工件處帶走。從而有效的降低切削溫度,減少工件和刀具的人變形,保持刀具的硬度,提高加工精度和刀具的耐用度。切削液的冷卻性能和其導熱系數、比熱、汽化熱以及粘度有關。水的導熱系數和比熱均高於油,以此水的冷卻性能要優於油。
三、清洗作用
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,除去生成的切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒,防止機床和工件、刀具的玷污,使刀具或砂輪的切屑刃口保持鋒利,不致影響切削效果,對於油基切削油,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,清洗效果越好,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,保持切削液清潔。
四、防銹作用
防銹作用在金屬切削過程中,工件要與環境介質以及切削液組份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,在工件加工後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油泥等腐蝕物質對金屬產生侵蝕。特別是在潮濕多雨季節,更應該注意工序間防銹措施。
Ⅳ 玻璃切削液的成分有哪些它含苯嗎
你好,下面資料你可以參考:
切削液潤滑知識
金屬切削工藝的潤滑(金屬加工工藝的潤滑之二)
(二)、切削液使用中的問題及其對策。
1、切削波變質發臭的問題
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於106時,切削液就會變臭。
(1)細菌主要通過以下渠道進入到切削液中:
1)配製過程中有細菌侵入,如配製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)用純水配製濃縮液,不但配製容易,而且可改善切削液的潤滑性,且減少被切屑帶走的量,並能防止細菌侵蝕。
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)由於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)切削液中濃縮液所佔的比例偏低。
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)用純水配製切削液,並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)產生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。殺菌劑及不幹凈的切削液。
(2)在工作中,為了避免操作者皮膚過敏,應該注意以下幾點
1)操作者應塗保護油,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於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。
1切削液技術的發展趨勢
眾所周知,切削液具有潤滑、冷卻、清洗及防銹等作用,對提高切削加工質量和效率、減少刀具磨損等均有顯著效果。近十多年來,我國的切削液技術發展很快,切削液新品種不斷出現,性能也不斷改進和完善,特別是20世紀70年代末生產的水基合成切削液和近幾年發展起來的半合成切削液(微乳化切削液)在生產中的推廣和應用,為機械加工向節能、減少環境污染、降低工業生產成本方向發展開辟了新路徑。歸納起來,切削液技術主要有以下特點:
1)最小潤滑技術
乾式切削加工是不採用任何切削液的加工,它可以從根本上消除傳統濕式加工易污染環境的弊端,是切削技術的一場深刻革命。由於乾式切削符合當今發展綠色製造技術的要求,因而是一種非常有前途的切削新技術。但乾式切削具有溫度高、切削力大等特點,又出現了一系列濕式加工中沒有的問題。目前,乾式切削技術還很不成熟,其應用范圍也很有限。而傳統的濕式切削又有諸多不足。因此有人提出了准乾式切削加工技術。准乾式切削是一種介於濕式切削和純粹乾式切削之間的切削方式,又稱為最小潤滑技術。准乾式切削採用噴霧冷卻方式,它用極少的切削液而起到較好的冷卻和潤滑作用。
2)液氮冷卻技術
利用液氮進行低溫(超低溫)切削加工,就是利用液氮使工件、刀具或切削區處於低溫冷卻狀態進行切削加工的方法。氮氣是大氣中含量最多的成分,液氮作為制氧工業的副產品,來源十分廣闊。使用液氮作為切削液,應用後直接揮發成氣體返回到大氣中,沒有任何污染物,從環保方面看,是一種有前途的切削掖替代品。
液氮冷卻有直接和間接兩種應用方法。
a.直接應用。即將液氮作為切削液直接噴射到切削區。一般來說,由於刀具磨損嚴重,金剛石刀具不能用來加工黑色金屬。而美國一學者採用液氮冷卻系統對不銹鋼用金剛石刀具進行車削加工,由於低溫抑制了碳原子的擴散和石墨化,大大減少了刀具磨損,並取得了極好的加工質量,其表面粗糙度達到Ra25μm。磨削加工時會因磨削區高溫常常對工件表面造成熱損傷,如燒傷、微裂紋等,為有效解決這些問題,印度工學院S.Paul用液氮超低溫冷卻磨削五種常用鋼材,結果表明:正確合理地使用液氮冷卻,可有效控制磨削區溫度,使磨削溫度保持在材料發生相變溫度之下而不發生磨削燒傷;並且在材料塑性增大和較大進給量情況下,這種效果更加顯著。對於非金屬材料和復合材料的液氮冷卻切削加工,國外也開展了廣泛研究。如FRP(FiberglassReinfcedPlastics)是一種高強度/重量比、耐疲勞的復合材料,用傳統切削方法加工非常困難,因而限制了這種材料的使用。紐西蘭學者對其進行超低溫冷卻加工,使用液氮不間斷冷卻(0.4-0.5L/min),極大地改善了這種材料的切削加工性,不但獲得了滿意的加工表面質量,還在很大程度上延長了刀具壽命。採用低溫切削熱固性塑料、合成樹脂、石墨、橡膠和玻璃纖維等材料時也均顯示出良好的切削性能。
b.間接利用。主要是刀具冷卻法,即在加工中不斷地冷卻刀具,使切削熱快速從刀具上、特別是刀尖處被帶走,刀尖始終保持在低溫狀態下工作。美國林肯大學的學者利用一種配備新型冷卻系統的PCBN刀具進行了試驗研究。這種刀具是在車刀上部的方盒內儲存液氮,由進口輸人,從出口流出。試驗表明,使用液氮冷卻時,車刀壽命延長to倍,磨損降低1/4,並可獲得較低的表面粗糙度。
還有一種特殊的間接利用方法為噴氣冷卻。日本一些學者研製出噴氣冷卻系統。該系統使用的冷卻氣體是由液氮在熱交換器中冷卻過的,其溫度低於—50℃冷卻氣體直接噴射於磨削點。實驗發現,磨削後工件材料的殘余壓應力比使用磨削液磨削時要大,殘余壓應力的分布區域也變寬了。而殘余壓應力可提高零件的抗疲勞壽命,這對一些零件,如飛機零件等十分重要。採用固體潤滑劑處理過的CBN砂輪,或加工中添加極少量(101向的超精植物油,可在加工中起到較好的潤滑作用。
由此可見,在有關環保法規越來越嚴格、切削液使用和處理費用日益升高的情況下,液氮有可能在一定范圍內成為切削液的替代品。
3)集中冷卻潤滑系統
集中冷卻潤滑系統是把多台機械加工設備各自獨立的冷卻潤滑裝置合並為一個冷卻潤滑系統。這種系統的主要優點是:(1)延長切削液的使用壽命;(2)易於實現對切削液性能指標的自動控制,確保切削液質量;(3)廢液量較少且便於集中處理,有利於保護生態環境,(4)便於維護、保養和管理;(5)便於切屑運輸和進行集中處理等等。
4)實現切削液質量管理自動化
保證切削液長期穩定地滿足各種質量要求和充分發揮經濟效益,關鍵在於嚴格而科學的日常管理。隨著機械加工自動化程度的不斷提高和無人化工廠(車間)的出現,在冷卻潤滑系統中實現對切削液的自動檢測和自動控制已勢在必行。這種檢測和控制系統可自動檢測和控制切削液的工作溫度、使用濃度、PH值、微生物數量和氣味等,並可對切削液的失效進行預報。
5)高性能、長壽命、低污染切削液及其廢液處理技術
隨著機械工業整體技術的發展,機床切削速度更快,切削負荷更大,切削溫度更高,同時不斷有新工藝出現來適應新材料的加工,這都需要新型的高性能切削液滿足加工要求;同時根據勞動衛生和環境保護的要求,切削液中應盡量不含有危害人體健康和生態環境的物質。近年來我國進口的數控機床、加工中心等先進設備越來越多,其使用的切削液若從國外進口,運輸不便,成本很高,因此,研製高性能切削液以替代進口產品已是當務之急。在我國,水基切削液使用范圍越來越廣,且已開始從乳化液向性能好、壽命長的合成切削液、微乳化液過渡。在發達國家,微乳化液已普遍使用,正大力研製環保型切削液。
研製長壽命切削液,研究延長切削液使用壽命的方法,從而減少切削液廢液排放量;研究更有效和更經濟的廢液處理方法,減少有害污染物在環境中的積累,是國內外切削液研究的一個重要內容。
2切削液添加劑
切削液性能的優劣、廢液處理的難易、對操作者的危害和對環境的污染程度均取決於這些添加劑的種類及性能。作為未來的切削液添加劑,必須性能優良,對人體和環境無害。大量的應用實踐表明,在使用中應嚴加限制的添加劑有以下幾類:亞硝酸鹽及類似的化合物、磷酸鹽類化合物、氯化合物、甲醛及類似的化合物。提高切削液質量的有效途徑是研究開發新型高效無毒添加劑。這一點已引起國內外學者的關注,而且做了不少工作,研製出了一些新型的添加劑:
1)硼酸酷類添加劑
硼酸醋是一種多功能環保型添加劑。①硼酸醋的油膜強度高,摩擦系數低,具有優良的減摩抗磨性能;②具有良好的防銹性能;③具有抗菌和殺菌功能,且無毒害作用川。
2)鉬酸鹽系緩蝕劑
鉬酸鹽是陽性緩蝕劑,添加到切削液中能在金屬表面生成Fe-MoO4-Fe2O3鈍化膜,可獲得良好的緩蝕效果。通常認為,鑰酸鹽作為防銹劑是無毒的,也不污染環境,但它價格昂貴,影響了使用的廣泛性。為了推廣應用,人們研究了鑰酸鹽和其它有機、無機緩蝕劑配伍使用時的協同效應。
3)新型防腐殺菌劑
切削液本身具有微生物和菌類滋生繁衍的條件,容易腐敗變質。防腐殺菌劑的作用在於抑制細菌和黴菌的滋生,殺滅液體中已存在的細菌,藉以延長切削液的使用壽命。近年來,由於環境保護法規的頒布和施行,許多國家都在限制使用有毒的防腐殺菌劑,研究開發新型防腐殺菌劑。據日本專利介紹,選用油酸、硬脂酸等梭酸製取的銅鹽,具有1年以上的抗腐敗能力。據美國資料介紹,檸檬酸銅也具有較好的抗菌效果,添加量為300PPM。美國Mobil化學公司研製出一種名叫MobilmentAquaRho的乳化油,添加了含磷、氮和硼的合成物,乳化液的使用壽命達4個月以上。
3結語
近年來,國內外學者研究的重點都放在無切削液的切削加工工藝上,但對多數材料和加工種類而言,全面取代濕式切削和濕式磨削即使可能,也很遙遠。今後在很長一段時間內我們無法迴避使用切削液這一現實。解決機械製造過程的潔凈化問題應該雙管齊下,即在研究無切削液技術的同時,重視切削液自身的改造和創新,使乾式加工和濕式加工兩者優勢互補。因此,我們提出「從切削液本身的環境無害化做起,同時開發無切削液加工新技術」的研究方針。研究工作的重點應該放在以下幾個方面:
開發對人和環境完全無害的綠色切削液;
優化供液方法和供液參數,減少切削液消耗量;
研究科學的切削液使用管理技術,盡量延長其使用壽命減少廢液排放;
研究切削液廢錐的回收利用和無害化處理技術;
研究考慮環境影響的切削液的綜合評價方法,為企業正確選擇切削液提供技術支持;
研究各種無切削液的加工方法,尤其是乾式切削工藝。研究切削刀具、工件和機床的最佳工藝參數,擴大乾式切削工藝的應用范圍;
研究開發新型高效無毒添加劑。
金屬切削液在金屬切削、磨削加工過程中具有相當重要的作用。實踐證明,選用合適的金屬切削液,能降低切削溫度60~150℃,降低表面粗糙度,1~2級,減少切削阻力15~30%,成倍地提高刀具和砂輪的使用壽命。並能把鐵屑和灰末從切削區沖走,因而提高了生產效率和產品質量。故它在機械加工中應用極為廣泛。
切削液應具備以下幾方面的作用:
冷卻作用在工件切削加工過程中,能及時而迅速的降低切削區的溫度,即降低通常因摩擦引起的溫升、冷卻也影響切削效率,切削質量及刀具壽命。
潤滑作用能減少切削刀具與工件間摩擦。潤滑液能浸潤到刀具與工件及其切屑之間,減少摩擦和粘結,降低切削阻力,保證切削質量,延長刀具壽命。
洗滌作用使切屑或磨料粒子被沖洗而離開刀具和工件的加工區,以防它們相互粘結及粘附在工件、刀具和機床上妨礙
防銹作用應有一定的防銹性能,防止工件和機床生銹。如提高防銹性能,還可部分取代工序間防銹。
上述的冷卻、潤滑、洗滌、防銹四個性能不是完全孤立的,它們有統一的方面,又有對立方面。如切削油的潤滑、防銹性能較好,但冷卻、清洗性能差;水溶液的冷卻、洗滌性能較好,但潤滑、和防銹性能差。因此,在選用切削液時要全面權衡利弊。
切削液性能要達到以下要求:
熱容量大,導熱性好,具有較好的冷卻作用。
具有較高的油性或在金屬表面的吸附作用。能使形成的吸附薄膜具有較高的強度,牢固的吸附在金屬表面,起到良好的潤滑作用。
防銹性好,對金屬不起腐蝕作用,不會因腐蝕而損壞機床和工件的精度及表面粗糙度。
表面張力低,易於均勻擴散,有利於冷卻和洗滌作用並具有較好的潤滑性。
使用方便,價格低廉,要求容易配置並最好適用於多種金屬材料和多種加工方式(如車、磨、刨等),有一定的透明度,在提高切削速度時不冒煙。
對人體無害,無毒、無異味。不會傷害皮膚及鼻腔粘膜,不刺激眼睛等。
穩定性好,使用壽命長。在長期使用和貯存期間,不分層、不析出沉澱物,不發霉變質。
切削廢液量較大,考慮廢液處理,避免造成環境污染。
Ⅳ 磨削液 切削液 切削油的區別
三者統抄稱為金屬加工液,在金屬機械加工中對刀具和工件起到潤滑、冷卻、防銹、清潔的作用(俗稱四大功能)。切削液是指用水稀釋的金屬加工液:早期有乳化液,中期有合成液,現在最好的是微乳化液;切削油是指金屬加工中主要起潤滑、冷卻作用的油類,是不能用水稀釋的金屬加工液,如32#機油,硫化切削油,煤油,柴油等。磨削液是切削液的一種,是用於磨床的切削液。
Ⅵ 什麼是切削液
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合而成,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。克服了傳統皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病,對車床漆也無不良影響,適用於黑色金屬的切削及磨加工,屬當前最領先的磨削產品。 切削液各項指標均優於皂化油,它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點,並且具備無毒、無味、對人體無侵蝕、對設備不腐蝕、對環境不污染等特點。
水基的切削液可分為乳化液、半合成切削液和全合成切削液。乳化液、半合成以及全合成的分類通常取決於產品中基礎油的類別:乳化液是僅以礦物油作為基礎油的水溶性切削液;半合成切削液是既含有礦物油又含有化學合成基礎油的水溶性切削液;全合成切削液則是僅使用化學合成基礎油(即不含礦物油)的水溶性切削液。每一種類型的切削液都會含有除基礎油以外的各種添加劑:防銹劑、有色金屬腐蝕鈍化劑、消泡劑等。水基切削液以寶瑪切削液為佳。
Ⅶ 切削液和切削油有什麼區別
切削油和切削液的區別如下:
1、切削液一般是水溶性的,是可以兌水加工的一種金屬加工液。需要用純水、去離子水或者自來水稀釋一定比例的濃度進行切削;
2、切削油是非溶於水的純油加工的一種金屬加工油,切削油可以直接使用。
Ⅷ 切削液的主要作用是什麼切削加工中常用的切削液有哪幾類如何選用
切削液的主要作用是什麼?——冷卻;潤滑;清洗;防銹。
切削加工中常用的切削液有哪幾類?——油基切削液6類;水基切削液8類。
影響切削液選用的因素很多,如,機床、刀具、加工種類、被切削材料,等。
詳見《潤滑技術手冊》,工藝潤滑材料,金屬切削液部分。可以從網上免費下載的。
Ⅸ 切削液的配方是什麼
一種常見的微乳型金屬切削液
基礎油:分為礦物油和合成油。礦物油跟據烴分子的結構分為石蠟基基礎油、環烷基基礎油、中間基基礎油,乳化液中一般用環烷基基礎油的較多。合成油一般指人工合成的,PAO、酯類油、硅油等等。
表面活性劑:NP系列(脂肪醇酸)、TX系列(燒基酷醚)、吐溫系列和烷基醇醯胺等,常用的陰離子型表面活性劑有脂肪酸皂、環烷酸皂和石油磺酸鹽等。
防銹緩蝕劑:主要分為水溶性防銹劑和油溶性防銹劑兩大類
極壓劑:油溶性極壓潤滑劑、水溶性極壓潤滑劑
殺菌劑:甲醛釋放劑、酚類化合物、水楊酸類、雜環化合物等
消泡劑:硅系、聚醚系
螯合劑:EDTA及其衍生物
增稠劑:羥乙基纖維素、高分子聚醚
PH值保持劑:醇胺類、磷酸鹽
具體你需要的特別切削液配方,建議選擇好的切削液樣品,找禾=川化學檢測機構做配方分析,還原配方。
Ⅹ 油基切削液和水基切削液的區別
油基切削液和水基切削液的區別: 油基切削液的潤滑性能較好,冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比潤滑性能相對較差,冷卻效果較好。慢速切削要求切削液的潤滑性要強,一般來說,切削速度低於30m/min時使用切削油。 含有極壓添加劑的切削油,不論對任何材料的切削加工,當切削速度不超過60m/min時都是有效的。在高速切削時,由於發熱量大,油基切削液的傳熱效果差,會使切削區的溫度過高,導致切削油產生煙霧、起火等現象,並且由於工件溫度過高產生熱變形,影響工件加工精度,故多用水基切削液。 乳化液把油的潤滑性和防銹性與水的極好冷卻性結合起來,同時具備較好的潤滑冷卻性,因而對於大量熱生成的高速低壓力的金屬切削加工很有效。與油基切削液相比,乳化液的優點在於較大的散熱性,清洗性,用水稀釋使用而帶來的經濟性以及有利於操作者的衛生和安全而使他們樂於使用。實際上除特別難加工的材料外,乳化液幾乎可以用於所有的輕、中等負荷的切削加工及大部分重負荷加工,乳化液還可用於除螺紋磨削、槽溝麻削等復雜磨削外的所有磨削加工,乳化液的缺點是空易使細菌、黴菌繁殖,使乳化液中的有效成分產生化學分解而發臭、變質,所以一般都應加入毒性小的有機殺菌劑。 化學合成切削液的優點在於經濟、散熱快、清洗性強和極好的工件可見性,易於控制加工尺寸,其穩定性和抗腐敗能力比乳化液強。潤滑性欠佳,這將引起機床活動部件的粘著和磨損,而且,化學合成留下的粘稠狀殘留物會影響機器零件的運動,還會使這些零件的重疊面產生銹蝕。 水 一般在下列的情況下應選用水基切削液: 對油基切削液潛在發生火災危險的場所; 高速和大進給量的切削,使切削區超於高溫,冒煙激烈,有火災危險的場合。 從前後工序的流程上考慮,要求使用水基切削液的場合。 希望減輕由於油的飛濺護油霧和擴散而引起機床周圍污染和骯臟,從而保持操作環境清潔的場合。 從價格上考慮,對一些易加工材料護工件表面質量要求不高的切削加工,採用一般水基切削液已能滿足使用要求,又可大幅度降低切削液成本的場合。 當刀具的耐用度對切削的經濟性佔有較大比重時(如刀具價格昂貴,刃磨刀具困難,裝卸輔助時間長等);機床精密度高,絕對不允許有水混入(以免造成腐蝕)的場合;機床的潤滑系統和冷卻系統容易串通的場合以及不具備廢液處理設備和條件的場合。均應考慮選用油基切削液。