机械加工生产中金属切削液的应用与管理方法探讨|机械加工切削液价格

　　摘要：金属切削液是机械加工中重要的辅助材料，具有减摩、冷却、冲洗及防锈等四个主要作用。可分为水基切削液和油基切削液两大类，各有特点和适用工况。在选型时需要从工艺适用性、运行成本及安全性三个方面综合考虑。金属切削液处理设备可以分成单机供回系统和集中净化系统两类，选型时应综合考虑本厂内的机床状况、工厂产量及设备特点等条件。金属切削液需要进行理化检测，水基切削液需检测pH值、折光浓度及含菌量；油基型切削液需检测粘度、油中颗粒物的含量和颗粒度，必要时需做Karl-Fischer实验。金属切削液处理设备的管理包括日常管理和定期维护两方面内容。
　　关键词：金属切削液 工艺作用 选用原则 处理设备 水基切削液 油基切削液 设备维护
　　1 概述
　　在机械加工生产中，金属切削液是一种重要的工艺辅助材料。正确使用金属切削液可以减少刀具消耗、降低零件报废率、降低企业成本。金属切削液的应用和管理是机械加工中的一个重要课题，在精密加工中尤其具有重要的意义。
　　本文结合生产实践，对金属切削液的特点及适用性进行了阐述，提出了选用金属切削液及设备的方法，并介绍了金属切削液及其设备的管理方法。
　　2 金属切削液的应用
　　金属切削液是随着工业发展而产生的，历史非常悠久。人类注意到切削加工中刀具对材料的直接切削要耗费大量能量且产生大量的热，导致了工艺的不稳定，而各类形式的切削液明显改善了加工性能和质量，于是金属切削液逐渐发展起来。
　　2.1 金属切削液的工艺作用
　　2.1.1 减摩作用
　　减摩作用也可称之为润滑作用，指切削液在工件、切屑、刀具之间界面上的降摩擦能力[1]，切削液必须能渗透到各个界面上，并在其中能形成强度较高的吸附性润滑膜，从而降低工件、切屑及刀具间的摩擦，减少加工阻力。
　　2.1.2 冷却作用
　　金属加工过程中，所消耗的功95-97%都转变成了切削热。其中，2/3转化成变形热，1/3转化成摩擦热。
　　冷却作用就是在加工过程中切削液将工件和刀具的热量吸收转移的作用。
　　2.1.3 冲洗作用
　　金属切削过程中，刀具碎末及金属碎屑随着加工的进行而不断产生，冲洗作用就是切削液净化加工界面的能力。意义在于延长刀具寿命并保证了加工质量。
　　2.1.4 防锈作用
　　指切削液对完成加工的工件具有短期工序间防锈的作用。
　　2.2 金属切削液的分类和性能
　　金属切削液按其性质可分为水基切削液和油基切削液。其中水基切削液又分成全合成型和半合成型切削液。
　　表1 金属切削液分类和性能比较
　　■
　　2.3 金属切削液的构成
　　全合成型切削液一般是以纯净水为基础液，还含有稳定剂、乳化剂、抗硬水剂、抗菌剂、防锈剂、润滑剂、抗极压剂、消泡剂和香料等。
　　稳定剂、抗氧化剂、抗硬水剂是作为体系稳定剂而存在的，保证了切削液可存贮性和各类工况下的使用寿命；抗菌剂的作用是防止体系内的有机物因微生物的繁殖而变质腐败；防锈剂的作用是短期防锈；润滑剂的作用是减摩润滑；抗极压剂的作用是维持、加强界面间润滑膜的强度。消泡剂的作用在于减少体系中各类添加剂（一般为各类表面活性剂）的发泡作用的消极影响；添加香料的目的是改善工作现场的气氛。
　　半合成型切削液与全合成型的差别在于其中的润滑剂以某些油类为主。
　　表2 添加剂举例
　　■
　　油基型切削液与水基切削液的构成差别较大。其成分主要是基础油，其次是防锈剂、抗油雾剂、抗极压剂、抗氧化剂等。
　　油基型切削液的使用效果很大程度上取决于基础油的类别和等级。
　　一般来说，该类产品所使用基础油可分为三类。
　　第一类为溶剂精制油；第二类为加氢精制油；第三类为加氢异构化油[2]。其中第二类油工艺性能较好。
　　2.4 金属切削液的选用原则
　　金属切削液的选用应从下面三个方面综合考虑：
　　2.4.1 工艺适用性
　　如上所述，切削液有减摩、冷却、冲洗、防锈四个功能，但在某一特定的工艺中，很难保证任何一方面都达到使用者的期望。在选用时应有所侧重。
　　一般来说，可以参照下表来对切削液的选用进行考量：
　　表3 切削液工艺适用性
　　■
　　√-适用 ×-不适用
　　实际工作中应结合具体工艺需求来分析比较，常常要通过对比实验和数理统计的方法来确定。
　　2.4.2 运行成本
　　这是所有企业用户都比较重视的问题。
　　水基切削液的运行成本一般为油基型切削液的20%-30%，但水基切削液不能通用于所有工况；同时，机床、刀具和工装成本往往在机械加工型生产企业中占有很大一部分，而切削液选型的正确与否关系到机床维护成本和刀具成本，因此，在选择切削液时，各企业需要根据自身实际情况综合考虑何种切削液最适合本企业的需要。
　　2.4.3 安全性
　　市场上销售的切削液中有些成分对操作人员是有人身危害的，如可导致呼吸器官受损或各类皮炎等。在选用之前，应要求供方提供产品MSDS（产品安全数据单），其中说明了产品中的有害成分和可能的不良反应，对于产品的存贮要求及是否有燃爆危险都作出了说明。
　　为了降低风险，企业应考虑采用低毒、环保型产品。
　　2.5 金属切削液处理设备
　　金属切削液处理设备在国内一般归口于机床辅机类产品，但该类产品的性能往往对于产品加工质量有时具有决定性的影响，特别是在精加工和超精加工方面。
　　一般来说，该类设备可分成单机供回系统和集中净化系统两类。
　　单机供回系统一般表现为机床回液槽箱的形式，一般由磁性分离器、粗过滤网、供液泵和槽箱等构成，复杂些的还带有自动纸带过滤装置。容积一般不大于1m3。
　　集中净化系统一般由磁性分离器、过滤装置、高/低压供液泵及切削液温度控制装置构成，容积可从几立方米至数百立方米。