| 金屬加工工藝的潤滑特點(2)
2 使用和維護
2.1 配制(稀釋) 只有水基切削液需要配制，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(zhì) 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(xiàn)不溶于水的金屬皂。即使乳化液是用非離子表面活性劑制成，大量的金屬離子也可使膠束聚集，從而影響乳液的穩(wěn)定性。太軟的水也不宜使用。用太軟的水配制的乳化液在使用過程中易產(chǎn)生大量泡沫。
配制乳化液的水的適宜硬度應(yīng)為50~200�？捎萌ルx子水和未經(jīng)處理的工業(yè)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(dāng)?shù)氐乃髡{(diào)配試驗。一般禁止使用處理后的污水、含化學(xué)物質(zhì)的水和二次水來配制 乳化液。鍋爐用的軟化水也要慎用。
硬水地區(qū)的用戶可采用碳酸鈉法把水軟化后使用。軟化劑用量最好經(jīng)試驗確定 。要防止軟水后水的pH值過高。軟水劑使用過度會破壞乳化液的穩(wěn)定。
2.1.2 稀釋
切削液的稀釋關(guān)系到乳化液的穩(wěn)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。然后算出所用切削液(原液)量和水量<BR>選取潔凈的容器，將所需的全部水倒入容器內(nèi)，然后在低速攪拌下加入切削液原液。配制乳化液時，原液的加入速度以不出現(xiàn)未乳化原液為準(zhǔn)。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(nèi)直接調(diào)配乳液。
2.2 切削液的使用
切削液的使用效果，首先取決于正確選用適合加工工況的切削品種，以及合理地調(diào)配稀釋。但以下諸因素亦值得重視。
(1)循環(huán)液體總量
機加工過程中循環(huán)使用的切削液因飛濺、霧化、蒸發(fā)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(shù)表示。例如，一個切削液循環(huán)系統(tǒng)的a=1，是指一個V為20m↑3液體循環(huán)系統(tǒng)，每月需補充稀釋后的切削液(或油)20 m↑3。歐洲汽車工業(yè)機加工的a值為1~1.5。個別切削液循環(huán)系統(tǒng)可低至0.25 ，即原來投入的切削液，假設(shè)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(guān)系很大。攜帶值a無疑與機加工費用相關(guān)。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(fā)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(huán)系統(tǒng)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，并使刀具硬度下降。切削液溫度升高會加劇液體的霧化和蒸發(fā)，污染車間環(huán)境，進而增大液體消耗，形成惡性循環(huán)。通常機床的液槽(油槽)如處于半滿狀態(tài)就不能發(fā)揮液體的應(yīng)有功效，而且液體易變質(zhì) 。
當(dāng)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(fā)熱量大的切削中。油槽內(nèi)凈切削油超溫不但具有前述危害，還可能導(dǎo)致添加劑分解(分解可能產(chǎn)生有害物質(zhì))，損壞機床、加工材料 和刀具，惡化環(huán)境。特別是含大量氯化物添加劑的凈切削油，大多用于苛刻的機加工，產(chǎn)生的熱量大。這時油槽應(yīng)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(yīng)保證壓力、大流量。鏜深孔和空心桿刀具可采用高壓噴射冷卻液，以利于把切屑沖刷出來。有些中低碳鋼和鈦材的鉆孔加工采用脈沖式注射冷卻液更有利，但要注意適合油泵的性能�？量痰募庸に褂玫暮葍羟邢饔�，要加大 流量。
流量的大小可用循環(huán)系數(shù)f表示。定義是每小時循環(huán)量為總?cè)萘康谋稊?shù)。切削液循環(huán)系統(tǒng)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(yīng)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(yīng)使切削液一直保持液流平坦，使加工件各部分充分浴于液體內(nèi)。油嘴形狀要按實際效果來調(diào)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(fā)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(biāo)之一。</P>
不同性質(zhì)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(huán)路線。此外配制乳化液時要避免激烈攪拌和空氣攪拌。
過度軟化的水和含堿的水會增加乳化液的泡沫。流體循環(huán)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(jīng)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(gòu)內(nèi)。乳化液如果進入礦物油潤滑系統(tǒng)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(tǒng)，危害較小。
2.3 切削液的維護
大型機械加工車間常采用集中冷卻潤滑系統(tǒng)。這類循環(huán)系統(tǒng)的冷卻液不停地循環(huán)使用，油池壽命十分重要。延長油池壽命除了冷卻液的質(zhì)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(huán)路線的暢通
及時排除循環(huán)路線的金屬屑、金屬粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂輪屑，以免造成堵塞。
(2)抑菌
切削液(特別是乳液)抑菌生長的重要性是人所共知的�？刹捎枚ㄆ谕度霘⒕鷦┖陀贸⑦^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(zhì)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(nèi)所含的固體粉末來源于加工件和刀具。這類固體不但易堵塞管路并有以下危害：
(1)懸浮于冷卻液內(nèi)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(zhì)量；
(2)固體沉淀在油池底部，與有機物聚結(jié)，形成一層有大量氣孔的沉淀層，為微生物繁殖提供了有利條件，而霉菌的細絲更穩(wěn)定了沉淀的固體；(3)切削液中的金屬粉末具有很高的化學(xué)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，霉菌的繁殖產(chǎn)生粘稠物，導(dǎo)致管路和噴嘴堵塞。
飄浮油是指機床傳動和液壓系統(tǒng)用油因機床密封不嚴漏入切削液系統(tǒng)的油。飄浮油的危害是使切削液系統(tǒng)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(wěn)定性。而且飄浮油常浮于乳液油表層，阻擋了乳化液和空氣的接觸，導(dǎo)致乳化液缺氧，使厭氧菌快速繁殖，加速乳化液的腐敗變質(zhì)。
切削液被上述三類物質(zhì)污染后，如采取分別去除污染的方法，手續(xù)十分繁瑣。 近年來開發(fā)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于含油少的微乳液或合成液，其成分在低濃度時不會構(gòu)成膠束或其它凝聚物。
有一種循環(huán)再生系統(tǒng)可把上述三類污染物在一個整體系統(tǒng)內(nèi)清除。這種系統(tǒng)包括多種設(shè)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(zhì)過濾器除去金屬粉末和泥砂；用高壓巴氏殺菌器滅菌。
在循環(huán)再生過程中要向系統(tǒng)內(nèi)補充10%~15%的新鮮冷卻液，以彌補蒸發(fā)、漏損和 加工件攜帶走的損失和添加劑的消耗。采用分批再生方式定期從切削液循環(huán)系統(tǒng)中 抽出一定體積的液體，進行上述處理后再返回循環(huán)系統(tǒng)。
這種再生系統(tǒng)的特征是：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(yōu)點是采用高壓巴氏滅菌，省去了定期投放殺菌劑 的麻煩，減少了殺菌劑對人身和環(huán)境的危害。
3、勞動衛(wèi)生與環(huán)境
影響人身健康和環(huán)境的主要原因是切削液所含的基礎(chǔ)油和各種添加劑。這些物質(zhì)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(相對密度大于0.9)屬高芳烴含量的礦 物油，易被乳化。但其中的多環(huán)芳烴(PCAH)是致癌成分。亞硝酸鈉和三乙醇胺曾被 廣泛用于乳化液中，是有效的防銹劑。由于亞硝基二乙醇胺被證實為致癌物質(zhì)，70 年代有些國家已禁止使用。
(2)油疹 由于皮膚接觸切削液中的油、菌類和金屬屑而產(chǎn)生的油疹，是最常 見的皮膚病。
(3)毛囊炎 由于皮膚汗毛囊管受到油及外來物剌激所致，主要發(fā)生在手臂。
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