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技术说 | 金属加工液知识干货大放送(上篇)

2021.05.11
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为了能让大家更好地了解设备维护与润滑、零部件生产工序、工业循环水处理、油液分析与净化领域的技术要点,NCH集团推出技术说专栏~本期将会为大家带来金属加工液的技术干货分享,希望能有效帮助大家掌握更多的要点,在日后生产作业过程中遇到相关问题能够“战无不胜”。


本期技术说将从


1. 金属加工液的基本知识


2. 切削液的使用、管理和处理

     2.1 贮存 

     2.2 混合 

     2.3 水质

以上两点出发,为大家详解金属加工液的知识

01 金属加工液的基本知识

1.1 定义 金属加工液(以下简称切削液)是金属切削(包括磨削)过程中所使用的冷却、润滑介质

1.2 切削液的分类

-非水溶性(纯油性)

-水溶性(能与水相溶形成最终产品):分为乳化型(与水混合形成水包油型乳化液):全乳液微乳液全合成型(与水混合形成完全透明的水溶液)

各类型切削液的区别:


1.3 切削液的基本功能

冷却

金属切削加工过程中在切削区(刀具与工件的交界面)所产生的热量必须由切削液及时带走,以确保工件的尺寸,延长刀具的使用寿命。以下参数会影响切削液的冷却性能:

  •  切削液的类型及其组份

  •  单位时间内切削液的供给量

  •  切削液喷射形式和喷射角度

  •  切削液本身的温度


润滑

为降低刀具与工件、刀具与金属屑间的磨擦,切削液还必须具有润滑性能,它会影响工件表面质量和刀具的寿命。在润滑性能上还经常涉及“极压”这个概念。所谓“极压”就是在高温高压下,润滑介质消失,导致固体与固体的直接接触,形成所谓“极压”状态。为克服“极压”状态,通常在切削液中加入“极压添加剂”,即某些含S、P、CL元素的物质,从而在高温下形成反应物成为固体润滑剂。以下参数会影响切削液的润滑性能:

  •     切削液的类型及其组份

  •     切削区的压力、温度


清洗

清洗性能指切削液冲洗金属屑、渣的能力,这一特性在磨削加工中尤为重要以下参数会影响切削液的清洗性能:

  •     切削液的类型及其组份

  •     冲洗速度和压力


防锈

在切削加工过程中,工件如果与水和切削液分解或氧化变质所产生的腐蚀介质接触,就会受到腐蚀,机床与切削液接触的部位也会因此而产生腐蚀;在工件加工后或工序间存放期间,如果切削液没有一定的防锈能力,工件会受到空气中的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学腐蚀和电化学腐蚀,造成工件生锈,因此,要求切削液必须具有较好的防锈性能,这是切削液最基本的性能之一。通常来说,切削液对工件的防锈时间为:3-5天为普通要求;5-14天为较高要求。以下参数会影响切削液的防锈性能:

  •     切削液的类型及其组份

  •     相接触材料的特性


1.4 切削液的辅助功能

除以上四种最基本的性能之外,金属加工工艺对切削液还有诸多辅助功能要求,我们称之为“第二性能”- 生物、物理稳定性

  •    与切削液接触后对人体健康无害

  •    切削液原液贮存稳定性好

  •    易于混配

  •    良好的泡沫特性

  •    稳定的pH值

  •    良好的分散性

  •    与机床材质有良好的兼容性

  •    良好的冲洗性

  •    良好的不粘附性

  •    对皮肤无不良刺激

  •    废水易于处理,符合当今环境保护的规定

  •    优良的综合经济效益

上述各项性能中有些彼此间是相互矛盾的,如润湿性、冲洗性与泡沫特性相互冲突,因此要从切削液产品自身的配方结构上建立起一种合理的能满足以上各种要求的平衡框架,确立最佳配方。衡量切削液性能通常通过其基本性能和辅助功能综合考虑。基本性能决定了被加工件的表面粗糙度(通常用Ra表示,单位为um);刀具的耐用度;工件的尺寸精度以及工件和设备的防锈等。而辅助功能则决定了切削液使用的寿命、安全性、经济性等。


1.5 水溶性切削液特性对比



1.6 水溶性切削液主要的理化指标

主要包括表面张力、pH值、密度、腐蚀性、防锈性、泡沫等。


02 切削液的使用、管理和处理

2.1 储存 工业润滑剂用户,对切削液一般有如下要求:产品放置6个月后(贮存条件与供货商协商),在用户与水混合时不产生混合困难或乳化效果不好、难溶解等问题。NCH公司切削液产品均能达到以上要求(最佳贮存温度+10℃~+20℃)。如果产品在低于此温度下放置时间超过规定贮存期,产品粘度会提高(高粘稠),此时难以用泵将产品从油桶里泵出来。将产品加温至正常贮存温度后并混合搅拌,以防止产生“初期相分离”。一般来说,产品在较高温度条件下贮存不会受到影响,但不能在阳光下曝晒(不能受到阳光直射)。

2.2 混合 水溶性切削液配制成工作液时,必须在非镀锌清洁容器内进行,首先放入水,然后缓缓注入原液,并不断搅拌。亦可使用计量设备注入切削液。     

2.3 水质 水质是影响乳化效果的一个重要因素(物理稳定性、防锈蚀性能等),应对以下参数进行监测:

温度 水温应在10℃~20℃之间,并与原液温度相近,水温过低易产生钙皂,形成片状沉淀物。

pH值 所使用的水的pH值应在6~8之间,若pH值低于此水平会降低防锈性能。

硬度 配置加工液的水的适宜硬度为50-150ppm。水质太软,易产生泡沫。实际使用中若水质很软,可以添加公司的水硬度提升剂以防止泡沫的产生。硬度过大(大于300ppm)的水,容易产生钙皂而积聚在机器表面,有时甚至会阻塞过滤器。实际使用中若水质很硬,可以添加水质软化剂将水的硬度降低到合理范围内或者选用抗硬水型产品。

盐份含量 乳化液使用过程中水份蒸发后需要再补充水。若所补充的水含盐量高,时间一长乳化液中的含盐量(氯、硫化物等)增大,这会影响乳化液的稳定性(会使乳化液分解)和防锈性。

微生物 应使用符合饮用标准的当地自来水。

2.4 机器首次注入切削液

2.5 切削液的维护和保养

2.6 切削液的处理和排放


* 本文版权属于NCH集团,任何形式转载请联系NCH公司。本期的技术内容分享暂时告一段落,大家是否还意犹未尽?下篇我们会继续为大家带来切削液的使用、管理和处理的科普,并且会为大家讲解金属加工工艺及切削液的选用、正确选用切削液以及切削液使用过程中可能出现的问题、原因和解决办法的相关知识。


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