Ⅰ 在金属加工行业中,水性切削液在加工中经常会出现哪些问题该怎么来处理
切削液使用中的常见问题切削液变质发臭:主要原因在切削液中含有大量细菌、空气中的细菌进入切削液和工件工序间造成切削液的感染细菌。相应的抑制措施则是使用高质量、稳定性好的切削液,保持切削液的清洁并经常使用杀菌剂。
削液腐蚀:主要原因有切削液中浓缩所占的比例偏低、切削液的PH值过高或过低以及不相似的金属材料接触、切削液中细菌的数量超标和工作环境的湿度太高。采取用纯水配置切削液,并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用;在需要的情况下使用防锈液;避免切削液受到污染,并避免不相似的材料接触。
切削液产生泡沫:主要原因是切削液的液面太低、切削液的流速太快、切削液的喷嘴角度太直和搅拌配制切削液等。使用时应注意保证切削液的液面高度并及时添加切削液;控制切削液流速不要太快;注意切削液喷嘴角度不要太直;配置乳化液时避免激烈搅拌和空气搅拌。
引起皮肤过敏:主要原因可能是PH值太高、切削液的成分问题或者浓缩液使用配比过高等原因。操作者应注意避免皮肤与切削液直接接触,使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用,切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
Ⅱ 合成切削液的基本知识和使用常识
金属切削用油常识
概述:世界金属加工油液占世界总润滑油量5%以上,而且从以油基为主,逐步向水基发展。由于铝加工业的比例增加,铝加工油品种和产量呈上升趋势。在国外金属加工液中,切削液一直占有较大比例,一般为50%左右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类,或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。我国目前亦大多沿用此分类。ISO于1986年通过IS06743/7,按油基、水基将加工液分为MH和MA两大类,又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类,共17类,该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去,我国已等效采用了该标准,制定了 GB7631.5。
金属的机械加工通常包括两种类型:金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉;后者则是用模具使金属在应力下塑性变形,如轧、拉拔、冲压、挤压等。一般习惯地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液,而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体。金属加工液则是泛指上述两类加工、作业用润滑剂。
(一)金属切削液的选用(技术切削设备的润滑见机床的润滑特点)
大部分金属切削需要使用切削液,甚至在可以正常进行干切削的作业,如果选用适当的冷却润滑剂也可增加工效。早在1883年,F.W.泰勒(Taylor)曾证明用冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。金属切削液的品种繁多。
ASTM D2881把金属加工用的液体划为三类:
(1)油和油 基液体;
(2)水基乳液及分散体;
(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)。
2类与3类之间的基本区别在于分散相的粒度和粒度分布。溶解油乳化液的平均粒度大于1 μm,真溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40 nm。胶体乳液(Ⅱ-C)代表了一种介于化学溶液与溶解油的乳液之间的中间状态,其粒度分布介于上述两等级之间。这种划分原则基本上是一个理论性的区分,因为从典型的矿物油到不含油的化学溶液之间,可能存在着无限度的等级。
近年来,金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域(2、3类)。由于这 类液体以水为基质,其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定 热量后,比油的温升要慢得多,从而提高了冷却效果,且可减少油雾,因此水基切削液的用量增大。以英国为例,水基切削液在整个切削液市场中约占60%。但是水基 切削液与油相比存在着润滑性差,其次是锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”至关重要。合理选择、应用、监控和维护,对使用水基切削液特别重要。
1、金属切削液的成分与选择
根据我国目前市场情况,切削液的主要成分如下。
(1) 油或油基液体:属于ASTM D2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C,习惯称为切削油(也称净切削油),主体为矿物油,含或不含添加剂。
(2) 乳液:属于ASTM D2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C,有时称为溶解油。根据矿物油含量和油滴粒度可分为3种: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%,油滴粒度约0.1 μm;
(3) 合成液体:含油或不含油,以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。
(4) 化学溶液:不含油,属ASTM D2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看,以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液,如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上。某些合成液体在使用中由于浓度增大,清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层。化学溶液是不含矿物油的水溶液。使用前用水稀释,有良好的冲洗、冷却效果 ,并应能防止接触区域的锈蚀。这类液体主要用于研磨,功能在于清洗和冷却,没有润滑性。切削液的选择,首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通常,不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金,在硫 剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂,这是因为要顾及乳化系统的稳定,既要考虑诸成分的HLB值,又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质,还应考虑诸成分的 水溶性或在水中分散的性质。
选择切削液前应充分了解下列情况。
1.1 加工材料的性质
被加工的材料物理化学性质各异,反映在切削操作上就会有切削的难易和与切削液相容性等新问题。对较难加工的材料及其与切削液的相容性分别简略介绍如下 。
铝:质软,切割易粘切具。乳化液如碱性强,与铝产生化学反应,造成乳液分层。应选用专用乳化液或石蜡基矿物油作冷却润滑剂。
黄铜:切削时产生大量细屑,易使乳化油变绿。含活性硫的油剂可使加工材料变色,如选油剂要有过滤设备。
青铜:剪切前产生显著的塑性变形,可使乳化液变成绿色。如选油剂要有过滤设备。
铜:粘韧,切削时产生微细卷曲的屑,可使乳化液变成绿色,影响乳化液的稳定,在活性硫作用下生污斑。如选用油剂要配备过滤设备。
可锻铸铁:切削时产生大量微细的具有化学活性的磨蚀性屑。这些活性细屑好似过滤介质,削弱了乳化液的活性,而且可生成铁皂,使乳化液变为红褐色,乳化液的稳定性变劣。如使用油剂,必须用离心机或过滤器把铁屑除去
铅及其合金:易切削,可生成铅皂,破坏乳化液的稳定。如使用油剂,对油剂有稠化倾向,要防止使用含大量脂肪的油剂。
镁:切削时产生细屑,可燃。一般不使用水基切削液,可采用低粘度油作为切削液。
镍及高镍合金:切削时局部产生高热,切屑可能烧结。可选用重负荷乳化液或非活性硫化油。
钛:产生磨蚀性、可燃的切削,易发生加工硬化现象,应用重负荷乳化油或极压油剂。
锌:切削面不规整,难以取得良好的光洁度,与乳化液生成锌皂,使乳化液分离,应选专用乳化液。
1.2 加工工况
刀具的作用是在主剪切区域把加工材料用强剪切力切除剥落。刀具的推进面和暴露的新鲜金属面之间,由于强烈的附着作用使推进面受到高的应力。因切割剥落的屑要移过刀具推进面,从而形成了第二剪切区域。在第二剪切区域产生的剪切作用使刀具受到最大摩擦力。润滑和冷却作用在此时同样重要。但属于金属去除的机械加工种类很多,又各有其独特的工况。一般认为,在低速加工(螺纹切削、扩孔和 齿面切削)时,切削润滑剂的主要任务是缩小推进面与屑的粘结,作为边界润滑剂。在高速切削加工时,切削液的主要作用是降低摩擦热,带走热量。
那些切削液难以到达剪切区域的加工作业,给润滑、冷却造成很大的困难。通常对扩孔、齿轮切削(特别是滚齿)、深孔钻和镗孔、攻丝(特别是盲孔)、深套孔、车螺纹加工要精心选择适用的切削液。
1.3 油基和水基的特点
油基切削液指含添加剂的矿物油。水基切削液指乳液、合成液及化学溶液。笼统地说,低速重负荷切削需要充分的润滑,通常选用极压切削油剂。高速浅层切削,冷却是首要的,一般选用水基切削液。有些极压乳化液具有很好的润滑和冷却性,可以用于重负荷切削。一般的研磨加工,有时润滑反而有害,故可使用合成液或化学溶液。加工材料、刀具材质、机床构造也是确定选用油基液或水基液的重要依据。
2 使用和维护
2.1 配制(稀释)只有水基切削液需要配制,即按一定比例加水稀释。水基切削液特别是乳化型的,在用水稀释时要注意以下几个方面。
2.1.1 水质 一般情况下不宜使用硬度超过400的水,因高硬度的水中所含的钙、镁离子会使 阴离子表面活性剂失效,乳液分解,出现不溶于水的金属皂。即使乳化液是用非离子表面活性剂制成,大量的金属离子也可使胶束聚集,从而影响乳液的稳定性。太软的水也不宜使用。用太软的水配制的乳化液在使用过程中易产生大量泡沫。
配制乳化液的水的适宜硬度应为50~200。可用去离子水和未经处理的工业水混配使用。我国幅员辽阔,切削液品种极多,因此在选购水基切削液之前,最好用当地的水作调配试验。一般禁止使用处理后的污水、含化学物质的水和二次水来配制乳化液。锅炉用的软化水也要慎用。硬水地区的用户可采用碳酸钠法把水软化后使用。软化剂用量最好经试验确定 。要防止软水后水的pH值过高。软水剂使用过度会破坏乳化液的稳定。
2.1.2 稀释
切削液的稀释关系到乳化液的稳定。切削液在使用前,要先确定稀释的比例和所需乳化液的体积。然后算出所用切削液(原液)量和水量。
选取洁净的容器,将所需的全部水倒入容器内,然后在低速搅拌下加入切削液原液。配制乳化液时,原液的加入速度以不出现未乳化原液为准。切削液原液和水的加入程序不能颠倒。不要在机床的油池(槽)内直接调配乳液。
2.2 切削液的使用
切削液的使用效果,首先取决于正确选用适合加工工况的切削品种,以及合理地调配稀释。但以下诸因素亦值得重视。
(1)循环液体总量
机加工过程中循环使用的切削液因飞溅、雾化、蒸发以及加工材料和切屑携带 ,不断地消耗。这种消耗以a(携带值)表示。其定义是:为了维持机床油槽原有切削 液的体积,每月需补加切削液量,以原有体积倍数表示。例如,一个切削液循环系统的a=1,是指一个�V�为20 m↑3液体循环系统,每月需补充稀释后的切削液(或 油)20 m↑3。欧洲汽车工业机加工的a值为1~1.5。个别切削液循环系统可低至0.25 ,即原来投入的切削液,假设不进行补充,4个月就会被携带完,也有高达a=4的。
携带值a与加工材料的形状关系很大。携带值a无疑与机加工费用相关。但携带值太小会增大切削液的维护费用。每立方米冷却剂一年的总费用�K�为:
K=k1+k2+k3�(元/m3·年)
式中,�k1�为变换冷却剂的费用(原液+水)、废冷却液排放费用(劳力、清洗、充入水以及停工时间);�k2�为携带值费用(液体因工件、切屑携出的损失及液 体雾化、蒸发的损失);�k3为冷却剂的维护费用。从上式可知,携带值过大或过小都会增大费用。
冷却液的逐渐消耗,使循环系统的液体减少,液体温度上升甚至过热,冷却效力下降。冷却效力下降会影响加工件的精度,并使刀具硬度下降。切削液温度升高会加剧液体的雾化和蒸发,污染车间环境,进而增大液体消耗,形成恶性循环。通 常机床的液槽(油槽)如处于半满状态就不能发挥液体的应有功效,而且液体易变质 。
当使用油剂切削液(净切削油)的温度过高,危害更为严重。净切削油的冷却能力较低,且多用在那些难加工、发热量大的切削中。油槽内净切削油超温不但具有 前述危害,还可能导致添加剂分解(分解可能产生有害物质),损坏机床、加工材料和刀具,恶化环境。特别是含大量氯化物添加剂的净切削油,大多用于苛刻的机加工,产生的热量大。这时油槽应增多充油量,以增加热容量。
(2)切削液的流量
一般的机加工应保证压力、大流量。镗深孔和空心杆刀具可采用高压喷射冷却液,以利于把切屑冲刷出来。有些中低碳钢和钛材的钻孔加工采用脉冲式注射冷却液更有利,但要注意适合油泵的性能。苛刻的加工所使用的含氯净切削油,要加大流量。
流量的大小可用循环系数�f�表示。定义是每小时循环量为总容量的倍数。切削液循环系统的温度、泡沫、污染物含量对�f�都有影响。
(3)油嘴形状
油嘴的形状应适合被加工件的形状和大小,以及刀具种类和操作程序。良好的油嘴应使切削液一直保持液流平坦,使加工件各部分充分浴于液体内。油嘴形状要按实际效果来调整,基本要求是使最需要冷却和润滑之处得到足够的冷却液。
(4)泡沫
水基切削液和净切削油在使用中会发生泡沫过多的问题。泵速过大会造成液体湍流,或者油管阻力形成喷射会增大液体的泡沫。特别是水基切削液的泡沫性是其主要性能指标之一。不同性质的切削液相混(如净切削油与乳化液相混)也会使泡沫增多。机床变更切削液前要洗净油槽和循环路线。此外配制乳化液时要避免激烈搅拌和空气搅拌。过度软化的水和含碱的水会增加乳化液的泡沫。流体循环泵密封不严也会增大液体的泡沫。泡沫的危害使冷却润滑液失效和油槽容积的浪费。泡沫严重的冷却液会造成机床、刀具和工件损坏。
(5)机床的密封
经常检查机床的轴封(特别是用乳化液作为冷却剂时),防止切削液串入机床齿轮箱、床头箱或其它密封的传动机构内。乳化液如果进入矿物油润滑系统将使机床磨损。含极压剂的净切削油串入机床传动或液压系统,危害较小。
2.3 切削液的维护
大型机械加工车间常采用集中冷却润滑系统。这类循环系统的冷却液不停地循环使用,油池寿命十分重要。延长油池寿命除了冷却液的质量和合理使用外,冷却液的维护也是重要的因素。冷却液、切削液的维护工作主要包括以下几项。
(1)确保液体循环路线的畅通
及时排除循环路线的金属屑、金属粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂轮屑,以免造成堵塞。
(2)抑菌
削液(特别是乳液)抑菌生长的重要性是人所共知的。可采用定期投入杀菌剂和用超微过滤等手段抑制细菌的繁殖。
(3)切削液的净化
污染切削液的物质主要是金属粉末和砂砾细粉、飘浮油和游离水、微生物和繁殖物,特别是毛霉目真菌。
切削液内所含的固体粉末来源于加工件和刀具。这类固体不但易堵塞管路并有以下危害:(1)悬浮于冷却液内的粒子损坏泵的密封,增大刀具磨损,损害人的皮肤,影响加工质量;(2)固体沉淀在油池底部,与有机物聚结,形成一层有大量气孔的 沉淀层,为微生物繁殖提供了有利条件,而霉菌的细丝更稳定了沉淀的固体;(3)切 削液中的金属粉末具有很高的化学活性,可使切削液中的某些成分失效。菌污染使切削液酸败分解,霉菌的繁殖产生粘稠物,导致管路和喷嘴堵塞。
飘浮油是指机床传动和液压系统用油因机床密封不严漏入切削液系统的油。飘 浮油的危害是使切削液系统的某些材料膨胀变形,干扰了乳化液的乳化平衡,使乳化液失去稳定性。而且飘浮油常浮于乳液油表层,阻挡了乳化液和空气的接触,导致乳化液缺氧,使厌氧菌快速繁殖,加速乳化液的腐败变质。
切削液被上述三类物质污染后,如采取分别去除污染的方法,手续十分繁琐。 近年来开发了超细过滤方法,可除去固、液和大部分菌类污染物。但被超细过滤的切削液只限于含油少的微乳液或合成液,其成分在低浓度时不会构成胶束或其它凝 聚物。
有一种循环再生系统可把上述三类污染物在一个整体系统内清除。这种系统包括多种设备,分别用来除去不同的污物。例如用撇油轮除去表面飘浮油;用高速离心机或纸质过滤器除去金属粉末和泥砂;用高压巴氏杀菌器灭菌。这类整体的冷却 剂再生系统如图所示。整体的冷却剂再生系统
在循环再生过程中要向系统内补充10%~15%的新鲜冷却液,以弥补蒸发、漏损和加工件携带走的损失和添加剂的消耗。采用分批再生方式定期从切削液循环系统中抽出一定体积的液体,进行上述处理后再返回循环系统。
这种再生系统的特征是:配套完整,效率高,可从切削液中除去1 μm以上的固体颗粒和大部分飘浮油。主要优点是采用高压巴氏灭菌,省去了定期投放杀菌剂的麻烦,减少了杀菌剂对人身和环境的危害。
3、 劳动卫生与环境
影响人身健康和环境的主要原因是切削液所含的基础油和各种添加剂。这些物质对健康的危害主要有以下几方面。
(1)致癌 切削液所含的高密度矿物油(相对密度大于0.9)属高芳烃含量的矿物油,易被乳化。但其中的多环芳烃(PCAH)是致癌成分。亚硝酸钠和三乙醇胺曾被广泛用于乳化液中,是有效的防锈剂。由于亚硝基二乙醇胺被证实为致癌物质,70 年代有些国家已禁止使用。
(2)油疹 由于皮肤接触切削液中的油、菌类和金属屑而产生的油疹,是最常见的皮肤病。
(3)毛囊炎 由于皮肤汗毛囊管受到油及外来物剌激所致,主要发生在手臂。
(二)切削液使用中的问题及其对策。
1、切削波变质发臭的问题
切削液变质发臭的主要原因是:切削液中含有大量细菌,切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。耗氧菌生活在有矿物质的环境中,如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中,在有氧条件下,每 20~30min分裂为二。而厌氧菌生存在没有氧气的环境中,每小时分裂为二,代谢释放出SO2,有臭鸡蛋味,切削液变黑。当切削液中的细菌大于106时,切削液就会变臭。
(1) 细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:
1)配制过程中有细菌侵入,如配制切削液的水中有细菌。
2)空气中的细菌进入切削液。
3)工件工序间的转运造成切削液的感染。
4)操作者的不良习惯,如乱丢脏东西。
5)机床及车间的清洁度差。
(2)控制细菌生长的方法
1)使用高质量、稳定性好的切削液。
2)用纯水配制浓缩液,不但配制容易,而且可改善切削液的润滑性,且减少被切屑带走的量,并能防止细菌侵蚀。
3)使用时,要控制切削液中浓缩液的比率不能过低,否则易使细菌生长。
4)由于机床所用油中含有细菌,所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。
5)切削液的pH值在8.3~9.2时,细菌难以生存,所以应及时加入新的切削液,提高pH值。
6)保持切削液的清洁,不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触。
7)经常使用杀菌剂。
8)保持车间和机床的清洁。
9)设备如果没有过滤装置,应定期撇除浮油,清除污物。
2、切削液的腐蚀问题
(1)产生腐蚀的原因
1)切削液中浓缩液所占的比例偏低。
2)切削液的pH值过高或过低。例如PH>9.2时,对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。
3)不相似的金属材料接触。
4)用纸或木头垫放工件。
5)零部件叠放。
6)切削液中细菌的数量超标。
7)工作环境的湿度太高。
(2)防治腐蚀的方法
1)用纯水配制切削液,并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
2)在需要的情况下,要使用防锈液。
3)控制细菌的数量,避免细菌的产生。
4)检查湿度,注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
5)要避免切削液受到污染。
6)要避免不相似的材料接触,如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。
3、产生泡沫的问题
在使用切削液时,有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
1)切削液的液面太低。
2)切削液的流速太快,气泡没有时间溢出,越积越多,导致大量泡沫产生。
3)水槽设计中直角太多,或切削液的喷嘴角度太直。
(2)避免产生泡沫的方法
1)在集中冷却系统中,管路分级串联,离冷却箱近的管路压力应低一些。
2)保证切削液的液面不要太低,及时检查液面高度,及时添加切削液。
3)控制切削液流速不要太快。
4)在设计水槽时,应注意水槽直角不要太多。
5)在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。
4、操作者皮肤过敏的问题
(1)产生操作者皮肤过敏的主要原因
1)pH值太高。
2)切削液的成分。
3)不溶的金属及机床使用的油料。
4)浓缩液使用配比过高。
5)切削液表面的保护性悬浮层,如气味封闭层、防泡沫层。杀菌剂及不干净的切削液。
(2)在工作中,为了避免操作者皮肤过敏,应该注意以下几点
1)操作者应涂保护油,穿工作服,带手套,应注意避免皮肤与切削液直接接触。
2)切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
3)使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用。
还有,氟橡胶、脂橡胶受切削液影响变形较小,在用作机床密封件时,可优先考虑。为了防止变形,机床密封件所用橡胶含脂量一般应大于35%。另外,为了有效防止切削液引起机床油漆脱落,可选择环氧树脂漆或聚腔酯漆。
总之,在正常生产中使用切削液,如果能注意以上问题,可以避免不必要的经济损失,有效地提高生产效率。
南京开源润滑油厂
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Ⅲ 切削液是什么 切削液的作用有哪些 切削液知识
切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中,用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成,同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。
切削液在切削过程中的润滑作用,可以减小前刀面与切屑,后面刀与已加工表面间的摩擦,形成部分润滑膜,从而减小切削力、摩擦和功率的消耗,降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损,改善工件材料的切削加工性能。在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入砂轮工件及磨粒、磨屑之间形成润滑膜,使界面间的摩擦减小,防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑,从而减小磨削力和摩擦热,提高砂轮耐用度以及工件表面质量。
二、冷却作用
切削液的冷却作用是通过它和因切削发热的刀具和工件间的对流和化学作用把切削热从刀具和工件处带走。从而有效的降低切削温度,减少工件和刀具的人变形,保持刀具的硬度,提高加工精度和刀具的耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度有关。水的导热系数和比热均高于油,以此水的冷却性能要优于油。
三、清洗作用
清洗作用在金属切削过程中,要求切削液有良好的清洗作用,除去生成的切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒,防止机床和工件、刀具的玷污,使刀具或砂轮的切屑刃口保持锋利,不致影响切削效果,对于油基切削油,粘度越低,清洗能力越强,尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油,渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液,清洗效果越好,因为它能在表面上形成吸附膜,阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上,同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上,把它从界面上分离,随切削液带走,保持切削液清洁。
四、防锈作用
防锈作用在金属切削过程中,工件要与环境介质以及切削液组份分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀,与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外,在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时,也要求切削液有一定的防锈能力,防止环境介质及残存切削液中油泥等腐蚀物质对金属产生侵蚀。特别是在潮湿多雨季节,更应该注意工序间防锈措施。
Ⅳ 玻璃切削液的成分有哪些它含苯吗
你好,下面资料你可以参考:
切削液润滑知识
金属切削工艺的润滑(金属加工工艺的润滑之二)
(二)、切削液使用中的问题及其对策。
1、切削波变质发臭的问题
切削液变质发臭的主要原因是:切削液中含有大量细菌,切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。耗氧菌生活在有矿物质的环境中,如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中,在有氧条件下,每20~30min分裂为二。而厌氧菌生存在没有氧气的环境中,每小时分裂为二,代谢释放出SO2,有臭鸡蛋味,切削液变黑。当切削液中的细菌大于106时,切削液就会变臭。
(1)细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:
1)配制过程中有细菌侵入,如配制切削液的水中有细菌。
2)空气中的细菌进入切削液。
3)工件工序间的转运造成切削液的感染。
4)操作者的不良习惯,如乱丢脏东西。
5)机床及车间的清洁度差。
(2)控制细菌生长的方法
1)使用高质量、稳定性好的切削液。
2)用纯水配制浓缩液,不但配制容易,而且可改善切削液的润滑性,且减少被切屑带走的量,并能防止细菌侵蚀。
3)使用时,要控制切削液中浓缩液的比率不能过低,否则易使细菌生长。
4)由于机床所用油中含有细菌,所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。
5)切削液的pH值在8.3~9.2时,细菌难以生存,所以应及时加入新的切削液,提高pH值。
6)保持切削液的清洁,不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触。
7)经常使用杀菌剂。
8)保持车间和机床的清洁。
9)设备如果没有过滤装置,应定期撇除浮油,清除污物。
2、切削液的腐蚀问题
(1)产生腐蚀的原因
1)切削液中浓缩液所占的比例偏低。
2)切削液的pH值过高或过低。例如PH>9.2时,对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。
3)不相似的金属材料接触。
4)用纸或木头垫放工件。
5)零部件叠放。
6)切削液中细菌的数量超标。
7)工作环境的湿度太高。
(2)防治腐蚀的方法
1)用纯水配制切削液,并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
2)在需要的情况下,要使用防锈液。
3)控制细菌的数量,避免细菌的产生。
4)检查湿度,注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
5)要避免切削液受到污染。
6)要避免不相似的材料接触,如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。
3、产生泡沫的问题
在使用切削液时,有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
1)切削液的液面太低。
2)切削液的流速太快,气泡没有时间溢出,越积越多,导致大量泡沫产生。
3)水槽设计中直角太多,或切削液的喷嘴角度太直。
(2)避免产生泡沫的方法
1)在集中冷却系统中,管路分级串联,离冷却箱近的管路压力应低一些。
2)保证切削液的液面不要太低,及时检查液面高度,及时添加切削液。
3)控制切削液流速不要太快。
4)在设计水槽时,应注意水槽直角不要太多。
5)在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。
4、操作者皮肤过敏的问题
(1)产生操作者皮肤过敏的主要原因
1)pH值太高。
2)切削液的成分。
3)不溶的金属及机床使用的油料。
4)浓缩液使用配比过高。
5)切削液表面的保护性悬浮层,如气味封闭层、防泡沫层。杀菌剂及不干净的切削液。
(2)在工作中,为了避免操作者皮肤过敏,应该注意以下几点
1)操作者应涂保护油,穿工作服,带手套,应注意避免皮肤与切削液直接接触。
2)切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
3)使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用。
还有,氟橡胶、脂橡胶受切削液影响变形较小,在用作机床密封件时,可优先考虑。为了防止变形,机床密封件所用橡胶含脂量一般应大于35%。另外,为了有效防止切削液引起机床油漆脱落,可选择环氧树脂漆或聚腔酯漆。
总之,在正常生产中使用切削液,如果能注意以上问题,可以避免不必要的经济损失,有效地提高生产效率。
1切削液技术的发展趋势
众所周知,切削液具有润滑、冷却、清洗及防锈等作用,对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等均有显著效果。近十多年来,我国的切削液技术发展很快,切削液新品种不断出现,性能也不断改进和完善,特别是20世纪70年代末生产的水基合成切削液和近几年发展起来的半合成切削液(微乳化切削液)在生产中的推广和应用,为机械加工向节能、减少环境污染、降低工业生产成本方向发展开辟了新路径。归纳起来,切削液技术主要有以下特点:
1)最小润滑技术
干式切削加工是不采用任何切削液的加工,它可以从根本上消除传统湿式加工易污染环境的弊端,是切削技术的一场深刻革命。由于干式切削符合当今发展绿色制造技术的要求,因而是一种非常有前途的切削新技术。但干式切削具有温度高、切削力大等特点,又出现了一系列湿式加工中没有的问题。目前,干式切削技术还很不成熟,其应用范围也很有限。而传统的湿式切削又有诸多不足。因此有人提出了准干式切削加工技术。准干式切削是一种介于湿式切削和纯粹干式切削之间的切削方式,又称为最小润滑技术。准干式切削采用喷雾冷却方式,它用极少的切削液而起到较好的冷却和润滑作用。
2)液氮冷却技术
利用液氮进行低温(超低温)切削加工,就是利用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态进行切削加工的方法。氮气是大气中含量最多的成分,液氮作为制氧工业的副产品,来源十分广阔。使用液氮作为切削液,应用后直接挥发成气体返回到大气中,没有任何污染物,从环保方面看,是一种有前途的切削掖替代品。
液氮冷却有直接和间接两种应用方法。
a.直接应用。即将液氮作为切削液直接喷射到切削区。一般来说,由于刀具磨损严重,金刚石刀具不能用来加工黑色金属。而美国一学者采用液氮冷却系统对不锈钢用金刚石刀具进行车削加工,由于低温抑制了碳原子的扩散和石墨化,大大减少了刀具磨损,并取得了极好的加工质量,其表面粗糙度达到Ra25μm。磨削加工时会因磨削区高温常常对工件表面造成热损伤,如烧伤、微裂纹等,为有效解决这些问题,印度工学院S.Paul用液氮超低温冷却磨削五种常用钢材,结果表明:正确合理地使用液氮冷却,可有效控制磨削区温度,使磨削温度保持在材料发生相变温度之下而不发生磨削烧伤;并且在材料塑性增大和较大进给量情况下,这种效果更加显著。对于非金属材料和复合材料的液氮冷却切削加工,国外也开展了广泛研究。如FRP(FiberglassReinfcedPlastics)是一种高强度/重量比、耐疲劳的复合材料,用传统切削方法加工非常困难,因而限制了这种材料的使用。新西兰学者对其进行超低温冷却加工,使用液氮不间断冷却(0.4-0.5L/min),极大地改善了这种材料的切削加工性,不但获得了满意的加工表面质量,还在很大程度上延长了刀具寿命。采用低温切削热固性塑料、合成树脂、石墨、橡胶和玻璃纤维等材料时也均显示出良好的切削性能。
b.间接利用。主要是刀具冷却法,即在加工中不断地冷却刀具,使切削热快速从刀具上、特别是刀尖处被带走,刀尖始终保持在低温状态下工作。美国林肯大学的学者利用一种配备新型冷却系统的PCBN刀具进行了试验研究。这种刀具是在车刀上部的方盒内储存液氮,由进口输人,从出口流出。试验表明,使用液氮冷却时,车刀寿命延长to倍,磨损降低1/4,并可获得较低的表面粗糙度。
还有一种特殊的间接利用方法为喷气冷却。日本一些学者研制出喷气冷却系统。该系统使用的冷却气体是由液氮在热交换器中冷却过的,其温度低于—50℃冷却气体直接喷射于磨削点。实验发现,磨削后工件材料的残余压应力比使用磨削液磨削时要大,残余压应力的分布区域也变宽了。而残余压应力可提高零件的抗疲劳寿命,这对一些零件,如飞机零件等十分重要。采用固体润滑剂处理过的CBN砂轮,或加工中添加极少量(101向的超精植物油,可在加工中起到较好的润滑作用。
由此可见,在有关环保法规越来越严格、切削液使用和处理费用日益升高的情况下,液氮有可能在一定范围内成为切削液的替代品。
3)集中冷却润滑系统
集中冷却润滑系统是把多台机械加工设备各自独立的冷却润滑装置合并为一个冷却润滑系统。这种系统的主要优点是:(1)延长切削液的使用寿命;(2)易于实现对切削液性能指标的自动控制,确保切削液质量;(3)废液量较少且便于集中处理,有利于保护生态环境,(4)便于维护、保养和管理;(5)便于切屑运输和进行集中处理等等。
4)实现切削液质量管理自动化
保证切削液长期稳定地满足各种质量要求和充分发挥经济效益,关键在于严格而科学的日常管理。随着机械加工自动化程度的不断提高和无人化工厂(车间)的出现,在冷却润滑系统中实现对切削液的自动检测和自动控制已势在必行。这种检测和控制系统可自动检测和控制切削液的工作温度、使用浓度、PH值、微生物数量和气味等,并可对切削液的失效进行预报。
5)高性能、长寿命、低污染切削液及其废液处理技术
随着机械工业整体技术的发展,机床切削速度更快,切削负荷更大,切削温度更高,同时不断有新工艺出现来适应新材料的加工,这都需要新型的高性能切削液满足加工要求;同时根据劳动卫生和环境保护的要求,切削液中应尽量不含有危害人体健康和生态环境的物质。近年来我国进口的数控机床、加工中心等先进设备越来越多,其使用的切削液若从国外进口,运输不便,成本很高,因此,研制高性能切削液以替代进口产品已是当务之急。在我国,水基切削液使用范围越来越广,且已开始从乳化液向性能好、寿命长的合成切削液、微乳化液过渡。在发达国家,微乳化液已普遍使用,正大力研制环保型切削液。
研制长寿命切削液,研究延长切削液使用寿命的方法,从而减少切削液废液排放量;研究更有效和更经济的废液处理方法,减少有害污染物在环境中的积累,是国内外切削液研究的一个重要内容。
2切削液添加剂
切削液性能的优劣、废液处理的难易、对操作者的危害和对环境的污染程度均取决于这些添加剂的种类及性能。作为未来的切削液添加剂,必须性能优良,对人体和环境无害。大量的应用实践表明,在使用中应严加限制的添加剂有以下几类:亚硝酸盐及类似的化合物、磷酸盐类化合物、氯化合物、甲醛及类似的化合物。提高切削液质量的有效途径是研究开发新型高效无毒添加剂。这一点已引起国内外学者的关注,而且做了不少工作,研制出了一些新型的添加剂:
1)硼酸酷类添加剂
硼酸醋是一种多功能环保型添加剂。①硼酸醋的油膜强度高,摩擦系数低,具有优良的减摩抗磨性能;②具有良好的防锈性能;③具有抗菌和杀菌功能,且无毒害作用川。
2)钼酸盐系缓蚀剂
钼酸盐是阳性缓蚀剂,添加到切削液中能在金属表面生成Fe-MoO4-Fe2O3钝化膜,可获得良好的缓蚀效果。通常认为,钥酸盐作为防锈剂是无毒的,也不污染环境,但它价格昂贵,影响了使用的广泛性。为了推广应用,人们研究了钥酸盐和其它有机、无机缓蚀剂配伍使用时的协同效应。
3)新型防腐杀菌剂
切削液本身具有微生物和菌类滋生繁衍的条件,容易腐败变质。防腐杀菌剂的作用在于抑制细菌和霉菌的滋生,杀灭液体中已存在的细菌,藉以延长切削液的使用寿命。近年来,由于环境保护法规的颁布和施行,许多国家都在限制使用有毒的防腐杀菌剂,研究开发新型防腐杀菌剂。据日本专利介绍,选用油酸、硬脂酸等梭酸制取的铜盐,具有1年以上的抗腐败能力。据美国资料介绍,柠檬酸铜也具有较好的抗菌效果,添加量为300PPM。美国Mobil化学公司研制出一种名叫MobilmentAquaRho的乳化油,添加了含磷、氮和硼的合成物,乳化液的使用寿命达4个月以上。
3结语
近年来,国内外学者研究的重点都放在无切削液的切削加工工艺上,但对多数材料和加工种类而言,全面取代湿式切削和湿式磨削即使可能,也很遥远。今后在很长一段时间内我们无法回避使用切削液这一现实。解决机械制造过程的洁净化问题应该双管齐下,即在研究无切削液技术的同时,重视切削液自身的改造和创新,使干式加工和湿式加工两者优势互补。因此,我们提出“从切削液本身的环境无害化做起,同时开发无切削液加工新技术”的研究方针。研究工作的重点应该放在以下几个方面:
开发对人和环境完全无害的绿色切削液;
优化供液方法和供液参数,减少切削液消耗量;
研究科学的切削液使用管理技术,尽量延长其使用寿命减少废液排放;
研究切削液废锥的回收利用和无害化处理技术;
研究考虑环境影响的切削液的综合评价方法,为企业正确选择切削液提供技术支持;
研究各种无切削液的加工方法,尤其是干式切削工艺。研究切削刀具、工件和机床的最佳工艺参数,扩大干式切削工艺的应用范围;
研究开发新型高效无毒添加剂。
金属切削液在金属切削、磨削加工过程中具有相当重要的作用。实践证明,选用合适的金属切削液,能降低切削温度60~150℃,降低表面粗糙度,1~2级,减少切削阻力15~30%,成倍地提高刀具和砂轮的使用寿命。并能把铁屑和灰末从切削区冲走,因而提高了生产效率和产品质量。故它在机械加工中应用极为广泛。
切削液应具备以下几方面的作用:
冷却作用在工件切削加工过程中,能及时而迅速的降低切削区的温度,即降低通常因摩擦引起的温升、冷却也影响切削效率,切削质量及刀具寿命。
润滑作用能减少切削刀具与工件间摩擦。润滑液能浸润到刀具与工件及其切屑之间,减少摩擦和粘结,降低切削阻力,保证切削质量,延长刀具寿命。
洗涤作用使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工区,以防它们相互粘结及粘附在工件、刀具和机床上妨碍
防锈作用应有一定的防锈性能,防止工件和机床生锈。如提高防锈性能,还可部分取代工序间防锈。
上述的冷却、润滑、洗涤、防锈四个性能不是完全孤立的,它们有统一的方面,又有对立方面。如切削油的润滑、防锈性能较好,但冷却、清洗性能差;水溶液的冷却、洗涤性能较好,但润滑、和防锈性能差。因此,在选用切削液时要全面权衡利弊。
切削液性能要达到以下要求:
热容量大,导热性好,具有较好的冷却作用。
具有较高的油性或在金属表面的吸附作用。能使形成的吸附薄膜具有较高的强度,牢固的吸附在金属表面,起到良好的润滑作用。
防锈性好,对金属不起腐蚀作用,不会因腐蚀而损坏机床和工件的精度及表面粗糙度。
表面张力低,易于均匀扩散,有利于冷却和洗涤作用并具有较好的润滑性。
使用方便,价格低廉,要求容易配置并最好适用于多种金属材料和多种加工方式(如车、磨、刨等),有一定的透明度,在提高切削速度时不冒烟。
对人体无害,无毒、无异味。不会伤害皮肤及鼻腔粘膜,不刺激眼睛等。
稳定性好,使用寿命长。在长期使用和贮存期间,不分层、不析出沉淀物,不发霉变质。
切削废液量较大,考虑废液处理,避免造成环境污染。
Ⅳ 磨削液 切削液 切削油的区别
三者统抄称为金属加工液,在金属机械加工中对刀具和工件起到润滑、冷却、防锈、清洁的作用(俗称四大功能)。切削液是指用水稀释的金属加工液:早期有乳化液,中期有合成液,现在最好的是微乳化液;切削油是指金属加工中主要起润滑、冷却作用的油类,是不能用水稀释的金属加工液,如32#机油,硫化切削油,煤油,柴油等。磨削液是切削液的一种,是用于磨床的切削液。
Ⅵ 什么是切削液
切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中,用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成,同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病,对车床漆也无不良影响,适用于黑色金属的切削及磨加工,属当前最领先的磨削产品。 切削液各项指标均优于皂化油,它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点,并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。
水基的切削液可分为乳化液、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类通常取决于产品中基础油的类别:乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液;半合成切削液是既含有矿物油又含有化学合成基础油的水溶性切削液;全合成切削液则是仅使用化学合成基础油(即不含矿物油)的水溶性切削液。每一种类型的切削液都会含有除基础油以外的各种添加剂:防锈剂、有色金属腐蚀钝化剂、消泡剂等。水基切削液以宝玛切削液为佳。
Ⅶ 切削液和切削油有什么区别
切削油和切削液的区别如下:
1、切削液一般是水溶性的,是可以兑水加工的一种金属加工液。需要用纯水、去离子水或者自来水稀释一定比例的浓度进行切削;
2、切削油是非溶于水的纯油加工的一种金属加工油,切削油可以直接使用。
Ⅷ 切削液的主要作用是什么切削加工中常用的切削液有哪几类如何选用
切削液的主要作用是什么?——冷却;润滑;清洗;防锈。
切削加工中常用的切削液有哪几类?——油基切削液6类;水基切削液8类。
影响切削液选用的因素很多,如,机床、刀具、加工种类、被切削材料,等。
详见《润滑技术手册》,工艺润滑材料,金属切削液部分。可以从网上免费下载的。
Ⅸ 切削液的配方是什么
一种常见的微乳型金属切削液
基础油:分为矿物油和合成油。矿物油跟据烃分子的结构分为石蜡基基础油、环烷基基础油、中间基基础油,乳化液中一般用环烷基基础油的较多。合成油一般指人工合成的,PAO、酯类油、硅油等等。
表面活性剂:NP系列(脂肪醇酸)、TX系列(烧基酷醚)、吐温系列和烷基醇酰胺等,常用的阴离子型表面活性剂有脂肪酸皂、环烷酸皂和石油磺酸盐等。
防锈缓蚀剂:主要分为水溶性防锈剂和油溶性防锈剂两大类
极压剂:油溶性极压润滑剂、水溶性极压润滑剂
杀菌剂:甲醛释放剂、酚类化合物、水杨酸类、杂环化合物等
消泡剂:硅系、聚醚系
螯合剂:EDTA及其衍生物
增稠剂:羟乙基纤维素、高分子聚醚
PH值保持剂:醇胺类、磷酸盐
具体你需要的特别切削液配方,建议选择好的切削液样品,找禾=川化学检测机构做配方分析,还原配方。
Ⅹ 油基切削液和水基切削液的区别
油基切削液和水基切削液的区别: 油基切削液的润滑性能较好,冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑性能相对较差,冷却效果较好。慢速切削要求切削液的润滑性要强,一般来说,切削速度低于30m/min时使用切削油。 含有极压添加剂的切削油,不论对任何材料的切削加工,当切削速度不超过60m/min时都是有效的。在高速切削时,由于发热量大,油基切削液的传热效果差,会使切削区的温度过高,导致切削油产生烟雾、起火等现象,并且由于工件温度过高产生热变形,影响工件加工精度,故多用水基切削液。 乳化液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来,同时具备较好的润滑冷却性,因而对于大量热生成的高速低压力的金属切削加工很有效。与油基切削液相比,乳化液的优点在于较大的散热性,清洗性,用水稀释使用而带来的经济性以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外,乳化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工,乳化液还可用于除螺纹磨削、槽沟麻削等复杂磨削外的所有磨削加工,乳化液的缺点是空易使细菌、霉菌繁殖,使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质,所以一般都应加入毒性小的有机杀菌剂。 化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和极好的工件可见性,易于控制加工尺寸,其稳定性和抗腐败能力比乳化液强。润滑性欠佳,这将引起机床活动部件的粘着和磨损,而且,化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动,还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。 水 一般在下列的情况下应选用水基切削液: 对油基切削液潜在发生火灾危险的场所; 高速和大进给量的切削,使切削区超于高温,冒烟激烈,有火灾危险的场合。 从前后工序的流程上考虑,要求使用水基切削液的场合。 希望减轻由于油的飞溅护油雾和扩散而引起机床周围污染和肮脏,从而保持操作环境清洁的场合。 从价格上考虑,对一些易加工材料护工件表面质量要求不高的切削加工,采用一般水基切削液已能满足使用要求,又可大幅度降低切削液成本的场合。 当刀具的耐用度对切削的经济性占有较大比重时(如刀具价格昂贵,刃磨刀具困难,装卸辅助时间长等);机床精密度高,绝对不允许有水混入(以免造成腐蚀)的场合;机床的润滑系统和冷却系统容易串通的场合以及不具备废液处理设备和条件的场合。均应考虑选用油基切削液。