使用及维护 - 成都昕华润滑科技有限公司

切削液使用和维护知识普及

一．切削液的选型
首先要了解到油基和水基切削液的特性。一般来说，油基切削液的润滑性能好，而水基切削液冷却性能好，而乳化液即具有一定的润滑性和防锈性，又有一定的冷却性和清洗性，但是容易产生微生物而发生分解变质。
根据工件材料选择
工件材料的可切削性对切削液的选择具有重要的意义。切削加工的具体情况和要求不同，切削加工的难易程度就不同。粗加工时，要求刀具的磨损慢和加工生产率高；精加工时，要求工件有高的精度和较小的表面粗糙度。
　　对于难加工的材料应选用活性高、含抗磨、极压添加剂的切削液；对于容易加工的材料则选用不含极压添加剂的切削液。
　　切削有色金属和轻金属时，切削力和切削温度都不高，可选用矿物油和高浓度乳化液。切削合金钢时，如果切削量较低、表面粗糙度要求较小（如拉削以及螺纹切削），此时需要优异润滑性能的切削液，可选用极压切削油和高浓度乳化液。切削铸铁与青铜等脆性材料时，切削中常形成崩碎切屑，容易随切削液到处流动，流入机床导轨之间造成部件损坏，可使用冷却和清洗性能好的低浓度乳化液。
根据加工方法选择
　　较高切削速度的粗加工中（例如：车削、铣削、钻削），要求切削液具有良好的冷却性能，这时应选用水基切削液以及低浓度乳化液。
　　在一些精密的高强度加工中（例如：拉削、攻丝、深孔钻削、齿轮加工），此时需要切削液具有优异的润滑性能，可选用极压切削油和高浓度乳化液。
　　a ．工具钢刀具：此类刀具的耐热温度在 200 — 300 ℃ ，耐热性能差，高温下会失去硬度，因此要求采用冷却性能好的切削液，以低浓度乳化液为宜。
　　b ．高速钢刀具：高速粗切削时，切削量大，产生大量的切削热，为避免工件烧伤而影响加工质量，应采用冷却性好的水基切削液；如果用高速钢刀具进行中、低速的精加工时，为减小刀具和工件的摩擦黏结，抑制切削瘤生成，提高加工精度，一般采取油基切削液或高浓度乳化液。
　　c ．硬质合金刀具：此类刀具熔点和硬度较高，化学和热稳定性较好，切削和耐磨性能比高速钢刀具要好的多。在一般的加工中可使用油基切削液。如果是重切削时，切削温度很高，容易极快磨损刀具，此时应使用流量充足的冷却润滑液，以 3% — 5% 的乳化液为宜（采用喷雾冷却，效果更好）。
　　d ．陶瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具：这些刀具硬度和耐磨性较高，切削时一般不使用切削液，考虑到高精度和薄壁零件加工变形也可使用水基切削液。
根据机床要求选择
　　选择切削液时，必须要考虑到机床结构是否适应。一般要按照机床说明书规定的切削液品种，如没有特殊理由不要轻易更改，以免导致机床损坏。
根据经济效益选择
　　选择切削液必须进行综合的经济分析，正确的评价切削液的经济效益。费用大致有：购买切削液的费用、切削液的管理费用、切削刀具的耗损费、生产效率的提高、切削液的使用周期、切削液的废弃处理费用等诸多方面。
　　在加工产品的总费用里，购买切削液的费用只占很小一部分，如果正确地选用了切削液而改善了产品质量和操作环境，提高了加工效率，延长刀具的耐用度，减少了切削液补充、管理的费用 ….. 从而带来显著的经济效益。如果选用不当，会产生相反的效果。所以需要进行综合的经济分析。
其它方面的考虑
如果选用了油基切削液，就需要强调防火安全性；如果选用了水基切削液，就应考虑切削液的排放问题，企业应具备废液处理设施和采取相应措施。
　　另外需要遵循安全卫生法、消防法、污水排放法等法规。
二．切削液的配制和维护
1．正确清槽，消毒和配制新液
1.1排空原液：尽可能完全排空原工作液。
1.2清渣：彻底清除工作液系统和存有工作液的液槽、机床表面、泵和循环管道系统及过滤系统，清除对象包括切屑、污渣、杂油、污泥等杂质，不留死角。
1.3清洗杀菌：用1~2%的切削液和0.1~0.3%的杀菌剂配制清洗液，循环清洗系统至少不低于1小时，可延长至4小时。
1.4排空，检查清洗效果。
1.5配制新液：首先测量槽体体积（长×宽×高），按要求确定配比浓度；液槽注入新水，开启循环系统，按比例缓慢加入切削液（定量的）原液使其完全混匀（不可先加切削液后注入水稀释）；使用折光仪进行浓度监测，并用折光系数校正读书，使其达到规定的使用浓度。
1.6切削液浓度=折光仪读数*折光系数
切削液浓度：工作液中含有原液的质量分数。例如，100kg工作液中含有原液5kg，则工作液的浓度为5%
1.7进入加工

2．切削液的日常维护
2.1补给切削液时应该在其他容器内预先配制成规定浓度，然后注入切削液箱。为图省事只补充给水是引起浓度变化的重要原因，必须避免。
2.2 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。
2.3 现场有专职人员对切削液进行管理维护，每日进行检测，检测项目包括：
浓度（折光）、PH值（8.5~9.2）、外观（变色、破乳）、气味、浮油、泡沫等情况。
2.4 保持切削液的洁净，严禁向系统抛杂物、洗涤物品及流入脏水（洗衣、洗手等）。
2.5 根据日检情况，认真填写《切削液日常检测维护记录》。
2.6 水溶性切削液监测内容：

外观	稳定、均匀	每周不少于二次
PH值	大于8.2
浓度	按规定（一般为5%）
浮油	小于2%
泡沫	小于2毫升/10分钟
防锈性铸铁	单片 24小时合格叠片 8小时合格	每月一次（季节性强）
细菌含量	小于10⁵/毫升
氯离子含量	小于70PPM

2.7切削液日常使用过程中，即使进行了新液补给和良好的管理，也会逐渐劣化，一旦其主要性能不能满足使用要求，就必须更换新液。切削液的劣化程度统一由现场油料专职管理人员进行确认，油料专职管理人员确认切削液劣化严重时，放可进行更换新液工作。

3．关于切削液的腐败劣化现象（导致更换工作液的主要原因）

3.1腐败劣化的原因

水溶性切削液腐败劣化是微生物在适宜条件下迅速繁殖，使切削液发生生物化学变化的结果。引起腐败的微生物有真菌、放射菌、细菌和酵母菌。菌属繁多，分布广泛，在大气、土壤、江河、自然物体都能找到。在腐败的切削液中经常有以下几种代表性污损菌：

A	铜绿色极毛杆菌	鱼肉腐败的代表性菌株，也是切削液腐败的主要菌属之一。
B	硫酸还原菌	切削液发臭的另一主要菌株，在无氧条件下繁殖，存在铁屑瘤、水垢下。它能还原硫酸根，生成硫化氢，放出臭味；硫化氢腐蚀铁生成硫化铁，使切削液变成灰褐、黑色。这就是切削液要经常循环、透气、补氧、除去浮油、清洗液箱时要除去锈片和水垢的主要原因。
C	酵母菌、枯草菌、新月孢子菌	菌体内产生强酵素，使切削液发粘、PH值下降、腐败。
D	青霉菌	食品、工业材料变质的代表性菌。
E	大肠菌	能腐蚀铝箔和多种工业材料。

3.2微生物快速繁殖的条件

A	营养源充分	水溶性切削液为微生物繁殖提供了充分的有机物（碳水化合物、矿油、脂肪酸、脂肪醇等）、矿物质和微量元素、含氮化合物（有机胺硝酸盐）以及含硫、磷、氯的物质（极压剂EP）。
B	氧气	嗜痒菌（硫氧菌、铁细菌） ——轻臭厌痒菌（硫酸还原菌） ——恶臭兼性厌氧菌（硫酸盐还原菌）——轻臭
C	温度	气温较高。细菌在30~37℃宜繁殖；霉菌在20~30℃宜繁殖。
D	PH值	碱性不足。细菌在PH 6.0~8.5适宜繁殖；霉菌在PH 4.5~6.5适宜繁殖。PH大于9时，细菌、霉菌繁殖概率最低。

3.3水溶性切削液腐败劣化后现象
A）产生轻微的腐臭味，“星期一现象”；
B）工作液变成灰褐色或红色；
C）PH值、防锈性突然急剧下降；
D）产生胶质物质（菌皮）堵塞滤网、管道，乳化液分层；
E）加工性能下降；
F）产生恶臭、污染环境。
4．水溶性切削液的管理
4.1原液管理
A）避免酷冷，暴晒和长期存放。
B）冬季5度以上存放。
C）夏季防止阳光直射，最好在三个月内使用。
D）乳化液低温破乳后不可恢复。
4.2工作液配制浓度管理
工作液的浓度是充分发挥切削液功能的基础。浓度过低，会影响切削功能；浓度过高，也会影响功能的正常发挥，如果从防腐败角度看，浓度适当增加一些为好。例如：一般的微乳液，实验室腐败实验，浓度为5%时，6~7个月后开始变质；浓度为10%时，10~12个月后开始变质。
4.3防腐管理
4.3.1 选用清洁的水源——自来水、地下水，必要时对配液用水进行杀菌处理和水质调整处理，配液用水硬度80~120PPM为最佳。
4.3.2 更换新液时，对液箱、管道、机床加工区进行彻底清洗，如果不清洗或清洗不彻底，尤其是换液前的切削液已腐败，换液后有可能几天之内就会腐败。
4.3.3 正在使用切削液的管理
A）保持规定浓度，切削液消耗后，及时补充新液。
B）保持清洁，防止异物和灰尘进入。
C）及时清除浮油和切屑。
D）每日开车循环切削液至少1~2小时，尤其节假日更要注意。
E）当PH值低于8.5时及时补充新液并加以调整。

当PH值大于9时细菌，霉菌繁殖速度慢，所以国际上标准稀释液PH=9、原液PH=10为上限标准。
当PH值低于8时，要根据现场情况分别加入原液、杀菌剂、PH值调整剂进行调整；PH值大于8.2时，加入原液调整。
4.3.4切削液腐败后对设备、工作环境、人身健康都有影响，还有可能影响新液寿命，故现场切削液管理人员应对切削液劣化程度做出及时判定。
5．油基切削液的管理
5.1油基切削液的工作液劣化缓慢，通常情况只需要补给消耗的部分。若切削液箱中液量减少，会引起切削液温度上升，不仅造成加工精度不良，也会促进工作液劣化，故要定期补充新液。
5.2供液系统的清洁与维护
每次更换新液前，必须将供液系统洗净，除去切屑、油泥、淤渣。因为已劣化变质的切削液、油泥、淤渣等一旦混入新液就会促进新液的劣化变质。在使用期内换用异种切削液时，必须预先进行两种切削液的相容性试验检查。平时也应定期清除切屑、油泥和淤渣。
5.3油基切削液的氧化变质与预防
5.3.1氧化变质的主要危害
A）使其酸性增加，导致金属零件和机床生锈
B）产生沉淀、油泥，易沉着于机床运动部件表面增加阻力，或使过滤器堵塞。
C）发泡，引起泡沫所致的危害。
D）使其粘度不适当地增高。
5.3.2主要因素及解决措施
A）与空气接触机会越多越易氧化，故应尽量减少与空气的接触。
B）光线照射能诱发氧化，所以要尽量避光保存和使用。
C）某些金属（特别是Fe、Cu、Pb等）对氧化有促进作用，油品中的金属盐类对氧化的促进作用更大，故应及时清除切屑、沉渣等。
D）温度越高，氧化越剧烈。所以在运输储存时应保持阴凉。
E）减缓油基切削液氧化变质最有效的方法是使用抗氧化添加剂。
5.4影响油基切削液性能的常见因素
5.4.1水分的混入
主要影响切削液的加工效能及防锈性能。特别是在应用氯系极压添加剂的场合，水与游离氯化氢会结合成盐酸，容易引起腐蚀。水分的混入不仅使油基切削液防锈性能降低、工件和机床生锈，而且会促进刀具的磨损，导致刀具寿命缩短。
5.4.2漏油的混入
搓丝机、滚齿机类机床从结构上难于避免润滑油、液压油和切削油相互混溶。一般润滑油、液压油所含添置加剂的浓度比切削油低。因此漏油的混入会降低切削油添加剂的浓度，使用切削液性能下降。
5.4.3当使用含活性极压添加剂的切削油时，要注意机床轴承部件和供液泵中使用的铜合金的腐蚀问题。
6．切削液废液处理
6.1水基切削液废液处理：水基切削液中含用各种表面活性剂和/或矿物油，油分难于分离，废液中还混入了大量的漏油、切屑、磨粒粉末等，处理起来比较难，因此水基切削液废液统一送往污水处理站进行处理。
6.2油基切削液废液处理：油基切削液的废液属可再生利用资源，产生的废液应进行集中收集管理，再依《废弃物管理规定》进行处理。