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水性金屬加工液更換衡量要素切削液的測(cè)試內(nèi)容有很多項(xiàng)指標(biāo),其中大部分是針對(duì)特殊情況的分析方法。而作為在用液日常檢驗(yàn),行業(yè)內(nèi)一般采用如下的監(jiān)控指標(biāo),詳見(jiàn)下表
一、切削液外觀 水性切削液根據(jù)礦物油含量的不同,在業(yè)內(nèi)普遍分為三種,乳化液、半合成和全合成三類。前兩者含有5%~70%的礦物油。而全合成切削液,原液不含有礦物油。這兩種產(chǎn)品外觀有很大區(qū)別。乳化液及半合成產(chǎn)品配制好后,呈牛奶狀乳白色或淺黃色液體,而全合成切削液配制好后,是無(wú)色透明的。隨著科技的進(jìn)步,向切削液內(nèi)添加染料的做法已經(jīng)被淘汰,因此客戶如果買到有其他顏色的切削液,請(qǐng)咨詢供應(yīng)商相關(guān)原因,是否添加了染料,及添加的染料信息。 (1)外觀是重要的監(jiān)控指標(biāo),需要每天監(jiān)控、記錄。 (2)外觀監(jiān)控包括:切削液顏色、氣味、切削液狀態(tài),是否有泡沫等異常情況。 (3)隨著切削液的使用,切削液外觀會(huì)逐漸變化,一般新配制的乳化液是白色乳狀,由于在生產(chǎn)中混入了很多雜油和其他雜質(zhì),導(dǎo)致顏色變成淺黃色,全合成切削液變模糊。但這些微觀變化不影響使用。 如果顏色發(fā)生了很大的變化,比如變成棕色或者灰色,則說(shuō)明切削液內(nèi)混入雜質(zhì)過(guò)量,或者滋生了大量細(xì)菌。因此需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行管理。 (4)切削液基本都含有乳化劑,因此在運(yùn)行過(guò)程中肯定會(huì)產(chǎn)生泡沫。適量的泡沫是可以接受的,但如果溢出或者出現(xiàn)長(zhǎng)期不能消失的泡沫,需要聯(lián)系供應(yīng)商解決。 (5)如果切削液出現(xiàn)了很大的刺激性氣味,說(shuō)明已經(jīng)滋生大量細(xì)菌,需要及時(shí)處理,否則會(huì)導(dǎo)致切削液報(bào)廢、工件生銹,因此發(fā)現(xiàn)異味需及時(shí)處理。盡管單一憑借外觀,無(wú)法做出切削液是否需要更換的決定,但外觀無(wú)疑是一項(xiàng)重要的日常監(jiān)控指標(biāo)。 二、pH 值 pH值是監(jiān)控切削液一項(xiàng)非常重要的指標(biāo),因?yàn)榍邢饕涸簝?nèi)都含有很多堿儲(chǔ)備,用于抵御細(xì)菌等微生物的侵蝕。一旦pH過(guò)低,意味著堿儲(chǔ)備不足,pH值將快速下降,細(xì)菌同時(shí)大量繁殖。由于細(xì)菌在pH值高于8.5時(shí),繁殖很緩慢,因此,日?刂品秶鸀8.5~9.5。而過(guò)高的pH會(huì)導(dǎo)致皮膚腐蝕。 (1)pH值需要每天監(jiān)控、記錄,建議采用精密試紙(6.5~10范圍)或精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位的pH測(cè)試儀。廣泛試紙是不可接受的,也是無(wú)效的。 (2)良好的切削液管理,pH值基本穩(wěn)定不變。一旦出現(xiàn)大幅下降,很可能是滋生細(xì)菌(因?yàn)榧?xì)菌在繁殖過(guò)程中釋放酸性物質(zhì),消耗堿性物質(zhì))。 (3)一旦pH值低于8.5,也不意味著切削液必須更換,完全可以通過(guò)添加原液,或者pH提高劑來(lái)提升pH值到正常穩(wěn)定值。注意pH值提高劑必須與現(xiàn)用的切削液兼容,否則會(huì)導(dǎo)致事倍功半,甚至切削液不穩(wěn)定,出現(xiàn)破乳等極端情況。 (4)好的pH提高劑或者pH穩(wěn)定劑應(yīng)該是長(zhǎng)效緩釋,而且安全環(huán)保的,切記不能濫用強(qiáng)堿性物質(zhì),以免出現(xiàn)操作人員皮膚過(guò)敏、腐蝕等風(fēng)險(xiǎn)。 (5)有少量切削液考慮與加工金屬的兼容性,pH值為中性。因此初始的pH值就是7.5~8.5。這類產(chǎn)品的抑菌并不是靠堿儲(chǔ)備。但穩(wěn)定的pH值仍然是關(guān)鍵指標(biāo)。 (6)冰凍三尺非一日之寒,pH值也不是很快就會(huì)降低到8.5以下。只要保持日常監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理,就能保證pH值在正常范圍。 三、折光濃度 折光濃度的測(cè)量是依據(jù)水和油對(duì)光折射的不同,觀察含油量,折算成濃度值。對(duì)于新配制的切削液,折光濃度是很準(zhǔn)確的。但隨著切削液內(nèi)進(jìn)入雜油,折光儀的界面慢慢模糊;烊霗C(jī)床的液壓油、導(dǎo)軌油、齒輪油、淬火油、防銹油等,都會(huì)使測(cè)量值較實(shí)際值偏高。 (1)折光濃度測(cè)量方便,是衡量切削液含量的主要指標(biāo),需每天監(jiān)控、記錄。 (2)折光濃度在測(cè)量前需要用配制切削液的水來(lái)校正折光儀。 (3)折光濃度過(guò)低,需要立即添加原液,否則容易出現(xiàn)加工工件不良、切削液變質(zhì)等嚴(yán)重后果。 (4)由于雜油對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾,因此建議在夏季將折光濃度的控制上限提高1%~2%。
四、滴定濃度 因?yàn)檎酃鉂舛扔休^大的測(cè)量誤差,所以滴定濃度不失為一種更準(zhǔn)確的分析方法,原理是利用鹽酸滴定切削液內(nèi)堿性物質(zhì),直至pH值到4。利用消耗鹽酸量計(jì)算切削液的濃度。 (1)切削液滴定濃度需要有實(shí)驗(yàn)室,有條件的用戶可以保證每天測(cè)量,否則建議每周測(cè)量一次。 (2)向切削液內(nèi)添加pH提高劑等物質(zhì),會(huì)影響滴定濃度,導(dǎo)致測(cè)量值偏高。 (3)過(guò)高的總硬度,也會(huì)使滴定測(cè)量值偏高。 (4)基于以上的原因,同一樣品,折光濃度和滴定濃度會(huì)有一定的誤差。 五、游離油 游離油的含義為切削液無(wú)法吸收,而游離出來(lái)的雜油。測(cè)量方法很簡(jiǎn)單,將均勻的切削液倒入100mL量筒中,靜止24h,然后觀察量筒中雜油的液面高度,建議不超過(guò)2%。 (1)正常切削液內(nèi)都會(huì)含有過(guò)量的乳化劑,因此會(huì)吸收一部分外來(lái)油,但如果雜油過(guò)多,則無(wú)法吸收,游離出來(lái)。過(guò)量的游離油覆蓋在液體表面,隔絕空氣,為厭氧菌的繁殖提供良好的環(huán)境。因此建議定期撇油,每周測(cè)量一次游離油含量。 (2)過(guò)量的游離油會(huì)消耗大量乳化劑,導(dǎo)致配方的不平衡,易出現(xiàn)油水分離的情況,也就是破乳。因此需及時(shí)處理。 (3)采用有效的撇油器和使用濾紙過(guò)濾,是去除游離油的最好辦法。 六、總硬度 總硬度,含義是切削液內(nèi)總的鈣鎂離子含量,目前可以方便的用試紙測(cè)定,也可采用滴定方法測(cè)量。 (1)由于水中的鈣鎂離子會(huì)和陰離子型表面活性劑發(fā)生反應(yīng),生成有機(jī)鈣,形成皂化物,堵塞濾芯等過(guò)濾系統(tǒng)。過(guò)硬的水會(huì)消耗大量的乳化劑,導(dǎo)致切削液直接破乳。因此建議每周必須測(cè)量一次,控制總硬度低于500ppm。 (2)在機(jī)加過(guò)程中,切削液噴濺到加工部位,水分蒸發(fā),而水中的鈣鎂離子不斷累積。因此,切削液的總硬度不斷升高。 (3)抗硬水能力是衡量切削液穩(wěn)定性能的重要指標(biāo),目前質(zhì)量好的切削液能夠達(dá)到在1500ppm以上穩(wěn)定,無(wú)皂化物和分層。但如此高的硬度,殘留在工件表面的切削液水分蒸發(fā)后,會(huì)有很多固體殘留,影響加工工件的表面質(zhì)量。因此日常添加去離子水或軟化水是最好的控制硬度過(guò)高和延長(zhǎng)切削液壽命的辦法。 (4)目前還沒(méi)有降低切削液總硬度的辦法,而當(dāng)使用時(shí)間長(zhǎng)后,硬度達(dá)到上限值,切削液也會(huì)變得不穩(wěn)定,所以即使其他的指標(biāo)正常,也要考慮換液。 (5)供應(yīng)商給出的500ppm上限值可以作為參考。如果在此硬度下,切削液穩(wěn)定,而加工的工件也符合生產(chǎn)要求,則可以適當(dāng)提高控制范圍。但前提是充分評(píng)估此切削液的抗硬水能力。
七、電導(dǎo)率 純凈水不導(dǎo)電,新配制的切削液導(dǎo)電率在1~2ms/cm,而切削液的電導(dǎo)率控制范圍為<5ms/cm。電導(dǎo)率需要每周測(cè)量一次。 (1)電導(dǎo)率衡量了切削液系統(tǒng)內(nèi)離子含量的多少,電導(dǎo)率越高,說(shuō)明切削液雜質(zhì)越多。 (2)日常添加采用去離子水或軟化水,會(huì)有效降低電導(dǎo)率的升高。 (3)過(guò)高的電導(dǎo)率,會(huì)導(dǎo)致工件表面的殘留。不但影響表面光潔度,甚至出現(xiàn)工件銹蝕等問(wèn)題。 (4)電導(dǎo)率過(guò)高對(duì)切削液的穩(wěn)定性能不會(huì)造成太大沖擊,但對(duì)工件的加工質(zhì)量及防銹周期會(huì)有很大影響。 八、氯含量 眾所周知,氯元素能夠加速工件和設(shè)備的銹蝕,因此在機(jī)加過(guò)程中,需嚴(yán)格控制切削液中氯離子含量。供應(yīng)商給出的建議是<200ppm。 (1)自來(lái)水是氯元素的主要來(lái)源,因此日常添加水需要用去離子水。 (2)當(dāng)氯含量高于200ppm后,在夏季濕度很高的沿海地區(qū),很容易導(dǎo)致工件生銹。但即使切削液氯含量很低,也不能靠切削液本身進(jìn)行防銹。超過(guò)一天的工序間防銹都需要利用防銹油或其他手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (3)衡量切削液的防銹性能,也可以采用國(guó)際通用的鑄鐵屑防銹測(cè)試方法(IP287)。當(dāng)切削液的防銹性能達(dá)標(biāo),則氯含量也可以適當(dāng)放寬。 |