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最大化切削液使用時間與經濟效益

2015-12-12

最大化切削液使用時間與經濟效益

    大多數的工廠,尤其是使用或大或小冷卻液系統的工廠,都希望冷卻液能夠無限期使用,并且減少冷卻液浪費和維護費用。為了達到這個目的,不僅要正確選擇適合工廠的冷卻液,還需要明白為什么有的配方的冷卻液容易變質,注意冷卻液過濾和循環使用的限制。 

 切削液有三種基本類型:        

 溶解油切削液,成分有石油,乳化劑和其他添加劑,例如用于特壓潤滑,防腐蝕,生物控制,濕潤和消泡的添加劑。

 半合成切削液,成分有溶解油與合成劑,且一般含有少于30%的礦物油。 

  合成切削液,不含油,但是含有化學潤滑劑和其它添加劑,以提供防腐蝕,生物控制,濕潤和消泡等性能。 

 無論哪種類型的切削液,所必須定期進行的最重要的維護項目是測量切削液的濃度。切削液濃度必須定期記錄并且經常維護。切削液濃度通常為容積的3%-10%。大部分切削液都可以通過預混合或者通過使用比例調節器與水或是現有的溶液進行混合。自動的切削液比例調節器可以保證濃度的一致。不論使用哪種方法,都可以使切削液保持最佳水平,并且如果細致的記錄了切削液和水的添加劑量,就可以跟蹤所消耗的成本。

 然而,通過持續的使用與循環,一些冷卻液會選擇性損失添加劑,這會引起一些嚴重的問題,例如,腐蝕,潤滑性降低,起泡,微生物生長引起的氣味和刀具磨損加劇。含有多種功能成分的切削液配方一般所損失添加劑會少一些。

 含油切削液的特性

 含油產品的性能傾向于不穩定,因為油必須被正確地乳化而且不同尺寸的油滴顆粒的分布在經過一段時間后變的不平衡。含油量越多的切削液,經過一段時間后越難以保持穩定性,影響因素如下:切削液會被硬水中的礦物質,微生物或系統中的雜質油所污染。含油的產品很難和工業用水混合和乳化,尤其是水質硬的時候。在某些情況下,需要利用混合設備或所用時間的技巧來達成令人滿意的混合。

 半合成和合成切削液更容易溶于水并且更容易在水中分散。

 由于含油的產品必須使用大量的乳化劑,其易于吸收雜質油。一些剔除雜質油的循環系統也去掉了部分應該留在冷卻液中的油。因此,在循環使用包含溶解油或者半合成混合切削液時,由于在去除雜質油的同時也去掉了有用的油性成分,而人為地增加了成本。 

 金屬離子會對乳化劑以及乳化劑與油的結合起到負面影響。弱乳化系統通常會引入金屬微粒將它們帶入加工過程中。這些金屬微粒會影響加工質量,對刀具壽命和表面精度產生負面影響。

 另外,含油的切削液產品通常不能使用微細過濾的方法進行精處理,因為這樣的過濾會在去除掉雜質和無用的成分的同時去除了有用的油性成分。

 由于含油產品的油滴微粒尺寸分布廣泛并且在液體中的電化學力也有很大差異,這些都會引起切削液成分的選擇性損耗。這不僅出現在循環過程中,在使用切削液加工零件時也會出現。

 基于生物和植物產品

 切削液的生產商稱,不包含石油磺酸鹽的微乳化溶質和半合成混合物是具有生物穩定性的,并且該種切削液不會促進由細菌生長導致的硫化氫氣體的生成,硫化氫氣體會降解磺酸鹽并生成惡臭氣味。但是,經過長時間的使用微乳化溶液會有很明顯的微生物活動,這會使乳化不穩定并且降低防銹性能。

 盡管這些微乳化化學劑可以循環并使用很長時間,但是仍然會引入大量的雜質油,從而產生很多問題,例如冒煙,油霧,小金屬微粒懸浮,油膩的表面,不準確的折射計讀數和添加劑的選擇性損耗。

 另外一個化學切削液的創新是在使用溶解油的配方中的礦物油由植物油取代。在廢物處理系統中迅速降解植物油的同時,說明他們也是細菌的主要食物來源并且促進了細菌在存貯槽中的更快的生長。

 盡管這些溶質提供比礦物油更好的潤滑性能,它們并沒有改善吸收和分離雜質油的困難。植物油也難于乳化且它們的乳化的穩定性比較差。在具有礦物油時,它們由于熱感應氧化而變得不穩定,且它們能夠產生油膩的殘余物和油霧。

 合成切削液的優點

 不含油的合成混合切削液可以延長刀具壽命并產生更好的表面光潔度。新的合成配方技術已經改進了這些混合物的性能,并使得它們更加有效,不均勻潤滑的固體和雜質油可以被更迅速地去除?;诤铣苫旌系那邢饕壕哂泻軓姷娜コs質能力,無論是油基還是固體的,并且它們對于硬水中的雜質有很強的抵抗力?;诤铣傻那邢饕罕慌渲茷榭梢酝ㄟ^撇去儲液槽頂部的液體或使用重力沉降分離使液壓部件、齒輪、軸類零件或導軌中的潤滑劑能夠被容易的分離并去除?;诤铣傻那邢饕阂部梢赃^濾到10微米或更精細而不會失去有效成分。在某些要求嚴格的應用情況下,需要進行超過濾,以阻止切削液中的微粒影響切削或磨削加工并生成不理想的加工表面。

 當精過濾含有乳化油或者半乳化油的切削液時,會同時去除掉乳化液中的有用的油性成分,這會降低切削液的潤滑效果。由于合成切削液是完全溶解的,因此他們可以過濾到1微米,可以更加容易的去除金屬屑和微小切屑。恰當配方的合成切削液幾乎不包含細菌的滋長成分,即使在長時間的循環使用或放置后也不會產生難聞的氣味。

 由于乳化和配方上的差異,合成切削液通常比乳化油切削液消耗率更低。為了將廢液減到最小并有效地減少處理液,基于合成的切削液通常和其他水基清潔劑還有防腐劑配合使用。不含油基成分的清潔劑和防腐劑可以和切削液一樣進行循環。當能夠對工廠所使用的液體進行整體概括性的計劃和執行時,水溶性、合成化學劑的切削液是一個經濟的選擇。 

   撇除器可以從切削液去除大部分油性物質

 關于循環使用

 無論所使用的是哪種切削液,切削液的清潔和循環的執行前都應該進行一個全面的成本分析,該成本分析應該包括所有需要考慮的花費,包括停工時間和廢液處理。切削液的化學成分,尤其是在不斷變化狀態下產品的穩定性,雜質的進入等都是開發有效循環系統的重要因素。設備的選擇必須確保有效地去除雜質而不選擇性地會除去切削液成分。

 工廠有五臺那么少的機床或者全部冷卻液量的體積是500加侖或以上時應當考慮循環。

 一些循環系統通過使用“溫和”的處理方法來最小化從微乳化系統被劃出的油量。但是由于乳化進一步微弱,這些系統甚至會出現油“漂浮在表面”的情況。新的溶解油或半溶解油可以成功的循環。但是,合成切削液為長期的循環和貯藏時間提供了最佳可能,伴隨著低的消耗費用,清潔零件和機器以及降低生物活動的可能性。

 





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