切削液的质量控制项目有哪些.docx
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切削液的质量控制项目有哪些
切削液的质量控制项目有哪些？
切削液的质量控制项目有哪些？
前面我们谈到，油基切削液的润滑性好些，水基切削液的冷却性好些。
油基切削液在高温时易产生烟雾、易着火；水基切削液易生菌腐败，使用期短，容易生锈。
在实际使用过程中，通过定期监控不同类型的切削液的状态，才能保证金属加工工件的质量。
切削液的质量控制项目都有哪些呢？
一、油基切削液的质量检测项目
油基切削液（简称切削油）的主要质量控制指标有粘度、闪点、倾点、脂肪含量、硫含量、氯含量、铜片腐蚀、水分、机械杂质、四球试验等。
关于测定方法可参考有关的试验方法标准，在此仅对部分项目给予简单说明。
脂肪含量
脂肪是切削油中的油性添加剂，是划分切削油类别的一个重要指标。
脂肪在切削油中可起到降低摩擦系数、减少刀具磨损的作用（对防止后刀面的磨损尤为有效）。
加有较多脂肪的切削油特别适合于有色金属加工以及切削量不大但产品精度及光洁度要求高的场合（如精车丝杠）。
一般可用皂化值来大致判定其脂肪含量。
切削油中脂肪含量过高或其质量控制不当，容易在机器上形成粘性物质造成机件运动不灵活，严重时会变成漆膜即所谓“穿黄袍”。
氯含量
切削油中氯主要来自含氯的极压剂。
氯需要在较高含量（大于1%）时，方可显现出有效的极压作用。
如果氯含量不足1%，可以认为它不是为了提高润滑性。
一般含氯极压切削油其氯含量都在4%以上，最高时可达30%～40%。
但出于职业卫生及环保方面的考虑，有些国家已对切削油中氯的最高含量做了规定，如日本的JIS规定氯含量不得超过15%。
氯对不锈钢的加工以及在拉拔成型加工中都非常有效。
其缺点是不够稳定，遇水或温度过高时会分解产生HCl引起腐蚀、生锈。
硫含量
切削油中硫来自两个方面。
一个是加入的含硫极压剂，另一个是来自其他没有极压作用的含硫化合物，如基础油中原有的天然硫化物以及防锈剂、抗氧剂等。
有效的硫只需很低含量（0.1%）即可产生明显的极压效果。
含硫极压剂对抑制积屑瘤特别有效，但可惜现在还没有简单的方法能分别测出有极压性的硫和没有极压性的硫。
所以很难仅仅依据其硫含量（特别是硫含量不高时）判断其极压性如何。
不过现在多数切削液制造厂家在其产品说明书中都标明加入的极压剂硫含量。
铜片腐蚀
测定的方法是铜片法。
腐蚀活性的大小用级数表示，1～2级为低活性或非活性，3～4级为高活性。
级数越大，腐蚀活性越强。
铜对硫很敏感，用此法可以判断切削油中有没有含硫极压剂和极压剂的活性大小（注意：
此法不能判断含硫剂的多少）。
此项目也是划分切削油类别的一个重要指标。
四球试验
可测定最大无卡咬负荷。
用此法可大致判断切削油的极压性，特别是用结合硫、氯含量及铜片腐蚀进行综合分析时，可以对其润滑性有更全面的了解。
但应强调说明，四球试验所给出的极压性只是在标准条件下的评定结果，此结果与切削性能优劣并没有严格的对应关系。
二．水基切削液的质量控制项目
水基切削液在应用时都是要加水稀释的，其试验项目也可分为直接测定和加水测定两部分。
直接定的项目有储存安定性、硫及氯含量、不挥发组分等。
加水后再测定的项目有表面张力、pH值、起泡性、防锈性、腐蚀性、对油漆的适应性、食盐允许量、抗菌性等。
这些项目大部分意义比较明确，以下只对个别项目做些说明。
储存安定性
水基切削液的浓缩物在外观上虽然是均匀的液态，但实际上大多是胶态体系，而且含有相当多的水。
经过长期储存以及温度的波动，如果配方不当很容易产生沉淀、分层等现象并且往往是不能复原的。
因此这是一个很重要的检测项目。
不挥发组分
水基切削液浓缩物中含有水分，这个项目是用来测定其有效组分含量的。
食盐允许量
通过这一试验用以了解该切削液能否允许使用含氯量较高的自来水配制工作液。
表面张力
多数情况下，表面张力小的液体容易在固体表面展开，因而有相当多的人把表面张力看做是切削液渗透性的一个度量指标。
但严格说来，二者并无直接对应关系。
渗透性是个比较含混的概念，似乎与润湿性及流动性（粘度）的关系更密切。
表面张力可做为切削液中是否加有表面活性剂的判定指标。
因为少量的表面活性剂即可使水的表面张力大幅度下降。
另外，表面张力并非越小越好。
表面张力过小有时也会带来其他负作用。
抗菌试验
水基液特别是乳液易生菌腐败，所以抗菌能力是其重要的性能指标，但过去在我国并末引起重视，也没有将其做为水基液的质量指标加以采用。
现在国外已有一些简易的测定方法，有条件的单位应尽可能加以应用。
水溶性切削液的使用方法
●调配及添加方法：
1、可用工业自来水直接调配，先将自来水加入清洁的液箱或水桶中；
2、将准备好的切削液原液慢慢倒入水中，边搅拌（或打循环）边加入浓缩液至浓度，循环使用；
3、一定要将切削液原液加入水中，而不可以把水加入切削液原液中；
4、续加时，务必按配比兑好后添加稀释液，切忌只加水不加切削液，浓度应控制在4%—8%之间；
5、使用后请随时将桶盖锁紧。
不可添加任何东西于切削原液中。
6、每半年将系统彻底清洗一次；
●配制浓度：
1、轻切削或磨削：
3—5%（兑水比例约：
1：
20——1：
30）
2、一般切削加工：
5%（兑水比例约：
1：
20）
3、中重负荷切削加工：
7%—10%（兑水比例约1：
10—1：
14）
4、建议夏季配制浓度应略高于规定浓度
●注意：
1：
切忌将“水溶性切削液”与“导轨油”的抽油泵混用
2：
水溶性切削液必须正确调配和使用以确保其品质的稳定
3：
床工当天当班应及时清理床槽金属屑或砂粒
4：
换液应彻底清理滤网、管道、液泵、液槽并用稀释液冲洗一遍
水溶性切削液的使用方法
●调配及添加方法：
1、可用工业自来水直接调配，先将自来水加入清洁的液箱或水桶中；
2、将准备好的切削液原液慢慢倒入水中，边搅拌（或打循环）边加入浓缩液至浓度，循环使用；
3、一定要将切削液原液加入水中，而不可以把水加入切削液原液中；
4、使用后请随时将桶盖锁紧。
不可添加任何东西于切削原液中。
●配制浓度：
1、轻切削或磨削：
3—5%（兑水比例约：
1：
20——1：
30）
2、一般切削加工：
5%（兑水比例约：
1：
20）
3、中重负荷切削加工：
7%—10%（兑水比例约1：
10—1：
14）
4、建议夏季配制浓度应略高于规定浓度
●注意：
1：
切忌将“水溶性切削液”与“导轨油”的抽油泵混用
2：
水溶性切削液必须正确调配和使用以确保其品质的稳定
3：
补加水时最好补加相当比例的切削液原液，以保持溶液浓度的稳定
水溶性使用液浓度管理不足问题点
高浓度场合
低浓度场合
1.无法达成研削粗糙度
2.加工废屑混合物过多
3.作动油混入造成二次乳化
4.油品本身浓度过高所造成之臭味
5.皮肤刺激
6.泡沫产生
1.加工刀具寿命之低下
2.部品机台生锈
3.加工不良
4.细菌与真菌繁殖
5.霉菌繁殖
水溶性使用液PH管理不足问题点
高PH场合
低PH场合
1.非铁之腐蚀
2.稀释液之分离
3.涂装剥离
4.皮肤刺激
1.生锈
2.稀释液的灰色化
3.细菌与真菌繁殖
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关于最大化切削液使用时间与经济效益问题（2008-10-2911:
12:
05）
标签：
金属加工表面处理化工切削技术润滑技术金属润滑油添加剂冷却汽车
分类：
金属加工液知识
大多数的工厂，尤其是使用或大或小冷却液系统的工厂，都希望冷却液能够无限期使用，并且减少冷却液浪费和维护费用。
为了达到这个目的，不仅要正确选择适合工厂的冷却液，还需要明白为什么有的配方的冷却液容易变质，注意冷却液过滤和循环使用的限制。
切削液有三种基本类型：
◆溶解油切削液，成分有石油，乳化剂和其他添加剂，例如用于特压润滑，防腐蚀，生物控制，湿润和消泡的添加剂。
◆半合成切削液，成分有溶解油与合成剂，且一般含有少于30%的矿物油。
◆合成切削液，不含油，但是含有化学润滑剂和其它添加剂，以提供防腐蚀，生物控制，湿润和消泡等性能。
无论哪种类型的切削液，所必须定期进行的最重要的维护项目是测量切削液的浓度。
切削液浓度必须定期记录并且经常维护。
切削液浓度通常为容积的3%-10%。
大部分切削液都可以通过预混合或者通过使用比例调节器与水或是现有的溶液进行混合。
自动的切削液比例调节器可以保证浓度的一致。
不论使用哪种方法，都可以使切削液保持最佳水平，并且如果细致的记录了切削液和水的添加剂量，就可以跟踪所消耗的成本。
然而，通过持续的使用与循环，一些冷却液会选择性损失添加剂，这会引起一些严重的问题，例如，腐蚀，润滑性降低，起泡，微生物生长引起的气味和刀具磨损加剧。
含有多种功能成分的切削液配方一般所损失添加剂会少一些。
含油切削液的特性
含油产品的性能倾向于不稳定，因为油必须被正确地乳化而且不同尺寸的油滴颗粒的分布在经过一段时间后变的不平衡。
含油量越多的切削液，经过一段时间后越难以保持稳定性，影响因素如下：
切削液会被硬水中的矿物质，微生物或系统中的杂质油所污染。
含油的产品很难和工业用水混合和乳化，尤其是水质硬的时候。
在某些情况下，需要利用混合设备或所用时间的技巧来达成令人满意的混合。
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。
由于含油的产品必须使用大量的乳化剂，其易于吸收杂质油。
一些剔除杂质油的循环系统也去掉了部分应该留在冷却液中的油。
因此，在循环使用包含溶解油或者半合成混合切削液时，由于在去除杂质油的同时也去掉了有用的油性成分，而人为地增加了成本。
金属离子会对乳化剂以及乳化剂与油的结合起到负面影响。
弱乳化系统通常会引入金属微粒将它们带入加工过程中。
这些金属微粒会影响加工质量，对刀具寿命和表面精度产生负面影响。
另外，含油的切削液产品通常不能使用微细过滤的方法进行精处理，因为这样的过滤会在去除掉杂质和无用的成分的同时去除了有用的油性成分。
由于含油产品的油滴微粒尺寸分布广泛并且在液体中的电化学力也有很大差异，这些都会引起切削液成分的选择性损耗。
这不仅出现在循环过程中，在使用切削液加工零件时也会出现。
基于生物和植物产品
切削液的生产商称，不包含石油磺酸盐的微乳化溶质和半合成混合物是具有生物稳定性的，并且该种切削液不会促进由细菌生长导致的硫化氢气体的生成，硫化氢气体会降解磺酸盐并生成恶臭气味。
但是，经过长时间的使用微乳化溶液会有很明显的微生物活动，这会使乳化不稳定并且降低防锈性能。
尽管这些微乳化化学剂可以循环并使用很长时间，但是仍然会引入大量的杂质油，从而产生很多问题，例如冒烟，油雾，小金属微粒悬浮，油腻的表面，不准确的折射计读数和添加剂的选择性损耗。
另外一个化学切削液的创新是在使用溶解油的配方中的矿物油由植物油取代。
在废物处理系统中迅速降解植物油的同时，说明他们也是细菌的主要食物来源并且促进了细菌在存贮槽中的更快的生长。
尽管这些溶质提供比矿物油更好的润滑性能，它们并没有改善吸收和分离杂质油的困难。
植物油也难于乳化且它们的乳化的稳定性比较差。
在具有矿物油时，它们由于热感应氧化而变得不稳定，且它们能够产生油腻的残余物和油雾。
合成切削液的优点
不含油的合成混合切削液可以延长刀具寿命并产生更好的表面光洁度。
新的合成配方技术已经改进了这些混合物的性能，并使得它们更加有效，不均匀润滑的固体和杂质油可以被更迅速地去除。
基于合成混合的切削液具有很强的去除杂质能力，无论是油基还是固体的，并且它们对于硬水中的杂质有很强的抵抗力。
基于合成的切削液被配制为可以通过撇去储液槽顶部的液体或使用重力沉降分离使液压部件、齿轮、轴类零件或导轨中的润滑剂能够被容易的分离并去除。
基于合成的切削液也可以过滤到10微米或更精细而不会失去有效成分。
在某些要求严格的应用情况下，需要进行超过滤，以阻止切削液中的微粒影响切削或磨削加工并生成不理想的加工表面。
当精过滤含有乳化油或者半乳化油的切削液时，会同时去除掉乳化液中的有用的油性成分，这会降低切削液的润滑效果。
由于合成切削液是完全溶解的，因此他们可以过滤到1微米，可以更加容易的去除金属屑和微小切屑。
恰当配方的合成切削液几乎不包含细菌的滋长成分，即使在长时间的循环使用或放置后也不会产生难闻的气味。
由于乳化和配方上的差异，合成切削液通常比乳化油切削液消耗率更低。
为了将废液减到最小并有效地减少处理液，基于合成的切削液通常和其他水基清洁剂还有防腐剂配合使用。
不含油基成分的清洁剂和防腐剂可以和切削液一样进行循环。
当能够对工厂所使用的液体进行整体概括性的计划和执行时，水溶性、合成化学剂的切削液是一个经济的选择。
关于循环使用
无论所使用的是哪种切削液，切削液的清洁和循环的执行前都应该进行一个全面的成本分析，该成本分析应该包括所有需要考虑的花费，包括停工时间和废液处理。
切削液的化学成分，尤其是在不断变化状态下产品的稳定性，杂质的进入等都是开发有效循环系统的重要因素。
设备的选择必须确保有效地去除杂质而不选择性地会除去切削液成分。
工厂有五台那么少的机床或者全部冷却液量的体积是500加仑或以上时应当考虑循环。
一些循环系统通过使用“温和”的处理方法来最小化从微乳化系统被划出的油量。
但是由于乳化进一步微弱，这些系统甚至会出现油“漂浮在表面”的情况。
新的溶解油或半溶解油可以成功的循环。
但是，合成切削液为长期的循环和贮藏时间提供了最佳可能，伴随着低的消耗费用，清洁零件和机器以及降低生物活动的可能性。
Elenteny先生是芝加哥PicoChemicalCorp.技术服务部门的副总裁，Manfreda是市场部的经理。
表格：
切削液中杂质的影响
切削液的类型
杂质合成切削液半合成切削液溶解油评价
水：
硬质离子（氯化物，硫酸盐）对溶液的影响最小，但是容易生成粘稠的残余物并增加生锈的可能性对乳化剂、生成粘稠的残余物以及生锈的可能性的影响均为中等对乳化剂的稳定性有严重的负面影响，并大大增加生锈的可能性水蒸汽会引发问题，有必要使用电离水或蒸馏水。
润滑油（杂质油）很容易从溶液中分离部分分离且部分被吸收进切削液，增加切削液中的细菌活动很少部分可被分离，大部分被吸收进切削液且替换切削液的油性物质，使乳化剂非常不稳定并大大增加了细菌活动性阻止油性物质进入切削液，并且可根据需要使用撇除、聚合或离心过滤的方法去除切削屑，微小磨料（切屑）可以通过过滤，沉淀，磁力或者离心的方法很容易的分离可以通过过滤，沉淀，磁力或者离心的方法分离，非常微小的切屑会和附着到油微粒可以通过过滤，沉淀，磁力或者离心的方法分离，小的微粒附着到油微粒微粒越小且乳化剂越松散，去除金属就更加困难。
有机物对不同来源生物的影响通常大部分的组分不是有吸引力的食物源而且碱性越高生物生长可的能性越低油类，乳化剂，脂类物质是生物很好的食物源，含碱量性会抑制生物的生长油类，乳化剂，脂类物质是细菌很好的食物源；细菌会降低PH值，使乳化剂不稳定并且容易生锈。
加入切削液的抗微生物剂，杀真菌剂和碱性添加剂会增加成本并可能会引发操作者的皮炎。
从前面操作中产生的液体水溶产品可以混合，油性产品会分离水溶产品可以混合，油性产品会分离，但是部分会被乳化水溶产品可以混合，油类产品在部分分离的同时会有乳化的倾向应当分析进入切削液的液体且尽量将负面影响降到最低。
水基切削液的再生处理技术
（一）（2008-10-2316:
06:
17）
水基切削液变质的根源及后果：
无论是进口或国产的水基切削液，在常规使用中都会遇到切削液变质以及废液的处理及排放等问题。
机床设备在工作过程中会有大量导轨油、主轴油、液压油以及铁屑、灰尘等各种杂物混入切削液，这其中包含大量的细菌微生物，所有这些杂质都是细菌大量繁殖的食物。
导致切削液发臭变质的根本原因就是细菌微生物在切削液中大量生长繁殖的结果。
细菌有好氧菌和厌氧菌两类，无论那一类细菌都会对切削液带来很大危害。
◆厌氧菌能还原硫酸盐、硫代硫酸盐、亚硫酸盐，并放出硫醇和硫化氢气体，产生恶臭，恶化环境，影响人体健康。
◆细菌的新陈代谢可产生像有机酸一类的酸性物质，对机床、工件产生腐蚀，同时破坏了乳化液的稳定性，造成破乳现象，使切削液的润滑性能大大下降。
◆细菌破坏了切削液中油性添加剂和极压添加剂（这些都是细菌的食物），使加工时的摩擦力增大，发热量增加，最终造成加工表面不良及刀具寿命缩短。
◆细菌增殖过多，使切削液粘度增加，可造成泵、沉淀槽及过滤器的堵塞。
◆细菌的大量繁殖可使切削液的寿命缩短大约65%-85%。
所以切削液的腐败变质，不仅给金属切削加工造成很多不良后果，而且造成切削液的极大浪费。
为了防止切削液使用中的腐败变质，人们在提高切削液本身抗菌能力的同时，在切削液的后序管理中也采取了如：
控制浓度，撇除浮油，定期投放杀菌剂等办法。
这些手段的确能非常有效的延长冷却液的寿命，但对乳化在切削液中的大量污油却无能为力，这些乳化污油即容纳了大量细菌且又是细菌的食物。
根据经验当切削液中的乳化污油含量超过7％时，该切削液就不能使用了。
通常我们在切削液使用中发现切削液粘度增加、切削冒油烟等现象既是污油含量过高的一种表现。
综上所述，我们可以发现存在于切削液中的污油及各种污物是导致切削液腐败变质的最重要根源。
水基切削液的再生处理技术正是针对这种现状而产生的。
七十年代美国马斯达化学公司首创了水基切削液的再生概念，这个概念得到一再提炼，如今已升华为冷却液管理的"量体裁衣的程序"。
它的设计思想是建立在让您持久地保持冷却液的性能，大大地提高刀具、砂轮的使用寿命，并从根本上降低切削液用量，减少切削液排放，节省废液处理费用，减少机床停机时间，提高劳动生产率，力求达到切削液零排放的目标。
（本文转自中国金属加工液网论坛）
水基切削液的再生处理技术
（二）（2008-10-2416:
02:
24）
切削液再生系统的工作原理及效果：
切削液再生技术既是利用物理原理采用相关机械设备非常有效地清除存在于冷却液中的各种污油和杂质。
通过每30－60天定期对切削液进行再生处理，可使切削液始终保持在一个良好的工作状态。
再生处理过的冷却液，其污油含量低于0.5%，杂质颗粒小于5μm，在去除污油的过程中，切削液中的70%-80%的细菌也同时被去除。
冷却液再生系统通常由三个主要部分组成。
第一部分：
纯水系统
当配制切削液用水的硬度>100PPM时，建议用户购置该系统
第二部分：
切削液清理、过滤输送小车YellowBelliedSumpSucker
该设备由两个储槽组成，分污液槽、净液槽。
当将切削液从机床的液槽中抽出运往切削液再生设备或清理机床液槽时用小车的污液槽抽液。
当将再生后的切削液或日常补充的切削液运回机床时用小车的净液槽抽液。
小车储槽容积可根据现场设备液槽情况选择，污液槽、净液槽都分别具备冷却液的抽入和排出功能。
污液槽切削液过滤精度：
25μm
液槽抽、排液能力：
约200－300升/分
当选用大规格切削液输送小车时还可选用电瓶牵引小车协助切削液的输送。
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