浅谈切削液的管控及使用方法

林道充

摘要：随着工业制造业的高速发展，产品的加工工艺及加工精度要求高，刀具投入的成本占用比例居高难下，所以切削液在工业制造业里面起到关键的作用。本文本着“服务一线 保障生产”的目的，针对生产部门使用切削液过程中存在的问题，浅谈切削液在加工过程的使用方法及如何管控等知识，供大家借鉴。

关键词：切削液;管控;使用

切削液是指在金属切削加工过程中用于润滑和冷却加工工具和加工部件的一种混合润滑剂，通常也可称为金属加工液（油）。此外，生产实践中，按照使用场合的不同，切削液有不同的习惯性称呼。为区别水溶性切削液稀释前后的名称，通常将水基切削液稀释前的称为原液，稀释后的称为工作液。水基切削液是指将原液用水稀释后再使用的切削液，水在稀释液中通常占90%以上的比例。切削液具有润滑、清洗、冷却及防锈四大作用。不同材料的加工用不同型号的切削液，其浓度也根据不同加的载荷进行配比。如：经过热处理的40铬在精铣加工时用到EP690的切削液时，其最佳的浓度在9%-10%，而45#钢的加工时其最佳浓度在7%。

生产过程中切削液会出现变质发臭、变色、皂化、起泡等问题。

那是因为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。微生物快速繁殖的条件：1、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。2、氧气，嗜氧菌（硫氧菌、铁细菌）——轻臭;厌氧菌（硫酸还原菌）——恶臭;兼性厌氧菌（硫酸盐还原菌）——轻臭。3、温度，气温较高。细菌在30～37℃宜繁殖;霉菌在20～30℃宜繁殖。引起腐败的微生物有真菌、放射菌、细菌和酵母菌。鱼肉腐败的代表性菌株，也是切削液腐败的主要菌属之一。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。通常情况下两个星期就得对切削液进行过滤。

在加工镁铝合金材料时，切削液偶爾会出现皂化现象。其主要原因是加工中镁离子和钙离子造成了水质硬度过高，伤害切削液的有效成分引起化学反应产生的镁、钙化合物固体。一旦切削液出现皂化现象则无法修复，必须换液。另外，镁合金材料加工不能直接用水作为切削液。主要是因为镁能和水产生反应生氢气，而氢气的可燃性会导致加工过程中出现爆炸危险。所以，在金属加工中会针对镁合金材料的特殊性研发适用性强的切削液。

在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫.影响到加工的质量和精度。其中乳化液容易产生泡沫，而切削液在浓度较高、水质较软、压力较大，污染等情况下都会容易出现泡沫。现代化的加工设备主轴转速日趋高速化，导致离心力大大增加。为了使加工时切削液能准确喷射到加工部位，在设计过程中会大大增加切削液的喷射压力。为了检查切削液稀释液的泡沫消除快慢。我们可以采用消泡性测试方法：将试液倒入100ML工具塞量筒中，使液面在70ML处，盖好塞，上下摇动1MIN;上下摇动距离约为1/3M，摇动频率为100～120次/MIN;在室温下静置10MIN，观察液面残留泡沫体积应小于或等于2ML，为合格。消除泡沫，可以考虑如下方法：（1）注意配液用水的硬度不要太低，必要时调高配液用水硬度。自来水的危害主要来自离子累计，即就是使用去离子水的系统，配液时使用自来水，添加用去离子水也是可以的。（2）检查系统是否有破损或漏气，泵吸入空气后即形成泡沫;注意液面落差是否太大，或者回流体积太小，或者压力太大。（3）随着使用进行，一般泡沫会逐步减少。如泡沫不减反增，则请注意是否有外来污染，例如，过滤纸等（过滤纸如含有表面活性物质会不断溶入乳液或溶液中）（4）适当降低使用浓度，作为临时措施可以使用消泡剂，硅类消泡剂对水基系统比较有效。

切削液的配制和使用的方法直接影响到工件的效果、刀具和设备损坏程度。其浓度过低，刀具的损坏过快，工件和设备容易生锈。其浓度过高，容易产生泡沫，化学成份高、PH值过高容易对人造成较大伤害，并造成资源的浪费。所以对切削液的浓度管控和其它指标的检测是很有必要的。

检测切削液浓度采用折光仪，取用一滴配好的切削液放在折光仪的镜片上，肉眼看出其读数再乘于折光仪的系数就是该切削液的浓度。（切削液浓度就是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%）检测切削液浓度的频率大约4小时一次。切削液的另一个重要检测指标就是PH值。PH值一般控制在8.5～9为最佳状态，在此状态下能够较好地抑制细菌的繁殖。PH值的检测频率大约1周二次。当PH值低于8.5时及时补充新液并加以调整。检测人员把检测的数值及调整情况记录在《跟踪表格》上，加强对切削液使用的管控。

更换切削液时必须排空原液，尽可能完全排空原工作液。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。清除对象包括铁屑、污渣、杂油、污泥等杂质，保证不留死角。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。最后排空并检查清洗效果，然后配制切削液。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检测，并用折光系数校正读数，使其达到规定的使用浓度。另外，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。

切削液的润滑、清洗、冷却，防锈四大功能在金属加工中起到举足轻重的作用。它能提高刀具耐用度，保证工件加工精度，防止设备及工件生锈。所以，如何使用切削液和管控切削液是我们的工作核心，是每位使用者必须掌握的技能。

参考文献：

[1]刘镇昌，刘煜.金属切削液：选择、配制、使用与管理（第2版）[M].化学工业出版社，2012.10.1