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格林润滑科技(惠州)有限公司
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Q:如何做好水溶性切削液的使用与维护?
A:近年来,随着机械加工工业的发展,金属加工液、油的需求量不断增长。虽然在刀具新材料的不断发展下出现了干切削的加工模式,但占绝大多数的机加工还是以切削液或切削油作为润滑介质,而且由于环保及经济方面的考虑水性有取代纯油加工的趋势。
水性的金属切削液几乎都是以矿物油为基础加上各种功能剂调配而成。全合成的切削液不含矿物油,采用合成原料作为润滑剂,但由于其润滑性能的局限性主要用于磨削。
水溶性切削液如果没有正确的维护会遇到各种各样的问题,必须在推荐的浓度下使用,否则会引起腐蚀,出现恶臭、皮肤过敏等问题。另外,一些因素如水的硬度、杂油的污染程度也是决定冷却液寿命的重要原因。在此,我们以好富顿公司的水溶性切削液为例,就其主要影响因素展开讨论。
浓度管理
正确维护好冷却液的使用浓度将会给冷却液带来长的使用寿命及良好的加工性能。使用合适的浓度是非常重要的,太高的浓度会给操作工人带来皮肤刺激,太低的浓度又会造成细菌的繁殖,工件加工质量会下降,刀具寿命会缩短。检测浓度最简单且有效的方法是采用折光仪。只需要少量的工作液滴在折光仪的面板上,将折光仪对准亮光的地方就可以读出折光读数。折光读数乘上产品特有的折光系数就是工作液的浓度。有时由于杂油的混入读数的分界线会不太清楚,这时需要估计一下读数。
冷却液的浓度直接关系到冷却液各项性能的发挥,如浓度异常,则可能会发生以下问题:浓度过高时,出现泡沫问题,皮肤刺激性增强,对机床油漆面产生影响,机床及机床周围容易形成污垢;浓度过低时,切削性能不佳(因润滑性不够导致工具寿命、加工精度和加工光洁度的下降),工件、机床和切屑等生锈,耐腐败性降低(冷却液使用寿命缩短)。
水硬度
通常金属加工液的生产厂家所给出的产品防锈性能是在用中等硬度水配制并以标准试验方法测得的结果。水的硬度由溶解于水中的矿物质的含量所决定,硬度太高易导致出现乳液不稳定现象(见图1),容易对金属造成腐蚀。通过滴定或硬度试纸可以很容易测得水的硬度。
图1 水质硬度太高导致出现乳液不稳定现象
由于水分是不断蒸发的,而工作液中的矿物质成分、添加剂或油分不会蒸发,所以工作液的浓度及组分是不断变化的。这个变化的大小与使用温度及工作液的使用频率有关。金属切屑及加工零件的带出同样会影响冷却液的浓度变化,每次加水都会带来矿物质的累积,对稀释水的水质的具体要求如表所示。由于这些盐分会带来对工件及机床部件的腐蚀,因此对工作浓度的要求会随使用时间的延长而相应增加,以用于抵抗盐分增加所导致抗腐性能的降低。溶入到工作液中的盐分是很难被去除的,只有两个办法可以采用,提高冷却液的防腐能力,或是将冷却液换成新液。
微生物管理
金属加工液一旦与水混合后就会不可避免地受到微生物的攻击。自来水或者雨水中都存在有各种细菌、真菌、霉菌和酵母菌等,这些菌种可以在温暖的化学物质存在的环境下快速生长。空气中细菌的传布也是存在的。冷却液中通常包含有抗菌的组分,这些组分在保持有一定水平的情况下可以有效地抵抗微生物的侵害,但是这些组分在使用的过程中会消耗。
另一种控制细菌的方法是生物稳定型,就是允许一定细菌的存在但不让其过度繁殖,比如将细菌的数量控制在1×105个/ml 以下。乳化液通常容易被细菌攻击,半合成液更容易被真菌所攻击。细菌的攻击导致表面活性剂的消耗从而影响乳液的稳定性,最终使得油水分离。细菌的生长分解出更多的酸性物质降低了工作液的pH值,还会导致腐蚀及皮肤过敏的发生。如果冷却液箱中总是覆盖一层杂油就会促使厌氧菌的生长。厌氧菌将硫转化成硫化氢气体,闻起来就是一股臭鸡蛋味。
通常工厂工作一周后会放两天假,这个时候就需要尽量将冷却液箱中的浮油从液面撇除。同时也可以添加适当的后处理用杀菌剂来控制细菌的生长,但值得注意的是要掌握好添加量,加得太多会引起皮肤不适。杀菌剂大都是甲醛释放型,添加时甲醛在工作液中的含量控制在800~2000ppm之间。大于2000ppm皮肤过敏的可能性大大增加,小于800ppm起不到杀菌作用。
真菌、霉菌或酵母菌繁殖后会形成粘稠的皮状物,最终这些皮状物覆盖在液面以及机床内部并堵塞滤网及管道。这时甚至加入杀菌剂也不能完全杀灭,因为杀菌剂很难穿透这层皮膜。只能通过物理方法来清除。一旦清理完后应当立即加入杀真菌剂,不然真菌还会很快生长出来。通常可以采用测菌片进行细菌检测。
冷却液中繁殖的微生物主要是存在于尘埃、土壤中的细菌、酵母菌之类。其混入途径主要有几种,如图2所示。
事实上,微生物的混入是不可避免的,因此,为防止冷却液腐败,应该在冷却液的细菌数超过1×105个/ml或真菌数超过1×102个/ml时,立即添加杀细菌剂或杀真菌剂处理。
冷却液中的细菌、真菌可以用细菌、真菌测定盒测定。测定结果细菌在1×103个/ml以下,真菌 0 为理想。用户也可以根据经验定期添加杀菌剂,以确保冷却液的使用寿命。
pH值管理
pH值降低是造成冷却液腐败、工件生锈的直接原因之一,如图3所示。因此,经常测定冷却液的pH值,并使其保持在指标值范围之内,可将有效地防止冷却液的腐败和工件、设备的锈蚀现象。如发现pH值降低现象,首先进行浓度检测,如浓度正常,则添加pH值向上剂;如浓度偏低,则首先补充原液,校正浓度;如浓度校正后pH值仍偏低,可以添加pH调整剂以提高pH值。
杂油及管理
通常冷却液均具有一定的抗杂油能力,但大量杂油(如导轨油、液压油等)的混入将大大加剧冷却液的劣化速度,导致冷却液的分离、腐败等现象。因此,必须安装撇油器以及时除去混入的杂油,并经常记录润滑油的补给量,及时发现、修补泄露处,使杂油混入量控制在最小限度,这将有效地延长冷却液的使用寿命,从而降低使用成本。
由于新生的切屑具有较强的反应活性,会过多地消耗冷却液的有效成分,因此,及时清除产生的切屑(必须安装磁性过滤器或其他过滤设备),也是维持冷却液各项性能不受影响的重要手段。
结语
使用水溶性切削液时,冷却液中的有效成分通常仅为百分之几,这些相对少量的成分必须发挥各种性能。考虑到这一点,与非水溶性切削液相比,水溶性切削液的使用条件是非常苛刻的。
在这种苛刻的使用环境中,如果不严格地进行冷却液的管理,想要长时间地保证其性能的发挥是非常困难的。另外,一旦发生变质、腐败等现象,想要恢复到原来正常的使用状态将耗费巨大的人力和物力。因此,冷却液的日常使用维护不可或缺。我们希望能够通过对以上内容的理解和实施,以此来延长冷却液的使用寿命并减少现场问题的发生概率
Q:防锈油的有什麼种类和作用?
A: 一、 防锈油的作用
①、具有一定的粘度,附着金属表面形成坚硬或柔软之连续薄膜,使与空气及水隔离防止钢铁或非铁金属之生锈。
②、各种防锈油均属短期防锈性质,防锈期间可达五年左右,但如重新使用机械时,随时均可用有机溶剂将防锈油膜清洗,此为有别于永久性防锈用的防锈漆。
二、防锈油的种类
①、溶剂型薄层防锈油,经多数企业的各种不同工艺进行生产性应用,证明对产品具有良好的防锈效果,同时易涂覆,色泽浅亮,溶剂挥发少,用量省,为厚层防锈油的三分之一以下,故节约了生产成本的三分之二以上,可用于室内工序间防锈,也可以用于包装封存防锈,另有脱水型防锈油,可保证在长时间内不生锈。
②、在溶剂稀释型防锈油或超薄层防锈油中加入某些油溶性蜡,可以获得含腊的防锈保护膜,也称之为蜡膜防锈油,它能明显的提高油膜的抗盐雾和耐大气性能。然而,常温下蜡是固态或半固态,在油品中极易析出,影响油品的外观和质量,甚至难以获得理想的防锈效果,因此,寻找油溶性较好,能明显改善防锈性的蜡是获得稳定性好、成膜均匀含蜡防锈油的关键。蜡膜防锈油是由成膜剂、高效缓蚀剂和基础油组成的一种溶剂型稀释型防锈油。与其它类型的的防锈油相比,蜡膜油膜具有油膜薄、防锈性好、涂层美观等特点。
③、以水为溶剂的水溶性防锈油不含芳香烃、铅等对人体有害的物质,生产中无三废排放,防锈效果也较理想,这种防锈油易涂、易除,用在封存零件防锈上,可用自来水清洗。 另外,还有凡士林防锈油、气相防锈油、防锈袋等产品在部分行业中发挥作用,但是防锈油的防锈效果与整个生产工艺、清洗、包装及温度、湿气、大气污染等条件密切相关,把防锈油当成万能的是不切实际的。
Q: 怎麼抗燃液壓油如何分纇?
A: 自第二战以来,一些技术已经发展成为替代矿物油的更安全的选择。其中的一些,如多氯联苯,因健康和环境的原因已不再使用。现在,国际标准化组织( ISO )明确有四大类抗燃液压油( FRHFs ) ,并为每个大类根据他们的化学性质制定了代码;HFA代表高水含量的液压油 ; HFB代表油包水型液压油 ; HFC代表水乙二醇液压油; HFD代表合成型或"无水"型的液压油,其中包括合成酯型。
HFA型液压油称为高水含量的液压油( HWCF ) ,或95 / 5的液体,因为只有5%的油乳化在水中。油增加了润滑性和防腐性,但大部分的液体是水,因此,水的优缺点仍然在很大程度上就代表了HFA型液压油的优缺点。例如,HFA型液压油极为耐火,但它们必须用专门设计的设备来运行。因此,它们不能取代在典型的液压设备中运行的矿物油。
HFA型液压油广泛应用于钢厂和煤矿,那里的设备就是为HFA型液压油设计的。传统的油性HFA型液压油仍被使用,但是他们正逐步被润滑性更佳、相容性更好、具有生物稳定性的合成型液压油替代。
HFB型液压油也被称为乳化液。在这种乳化液中,水滴分散在油中,水含量为60%,占到了大部分。这种液压油与HFA型的液压油相比更具有润滑性和防锈性,在某些情况下能够达到与矿物油近似的性能。当火灾时,水能起到灭火的作用。
HFB型液压油需要经常性的维护来保证安全和无故障的运行。系统温度需要保持的比较低以防止水蒸发。同样地,需要经常检查其稳定性来保持耐火性。由于HFB型液压油需要繁琐的维护以及存在着内在不稳定性,现在已经不太使用了。
HFC型液压油,或者叫水乙二醇型液压油,是现在使用最广泛的抗燃液压油。这种液压油含有35%-45%的水,乙二醇的作用类似于防冻液和增稠剂中提高粘度的东西。像HFB型液压油一样,HFC型液压油中的水也起到抗燃的作用,所以必须时刻监控和维护在一定的液位。HFC型液压油典型特点是具有较好的润滑性和抗磨性。但是,它会缩短滚珠滚柱轴承的使用寿命。
HFC型液压油能在大部分为矿物油设计的设备中使用,但是泵的工作速度,温度,压力都需要重新调整。所有的HFC型在内的所有水基液压油,都是不可压缩的。在运行一个液压系统时,这种不可压缩性会使得系统内部的压力升的非常快。这种极端的压力峰值会损坏坏设备的零部件,因此选择HFC型液压油时必须时刻牢记这一点。
HFD型液压油,这个大类的液压油有好几个种类,因为凡是不含矿物油和水的都能称为是合成型的。在HFD型液压油这个大家族中,磷酸酯液压油是第一个成员,而且是最抗燃的。但是现在被使用的越来越少了,主要原因是不够环保,相容性差,以及成本很高。磷酸酯液压油因为自燃温度很高,所有有一些仍在某些特定的场合使用,如飞机制造和发电厂。
大部分磷酸酯油都被脂抗燃液压肪酸酯抗燃液压油替代了。因为是有机酯的,所以脂肪酸酯抗燃液压油具有很好的抗燃型,是现在最通用的HFD型抗燃液压油。它们与各种系统配件的相容性很好,能与矿物油完全相容,适用于高压。另外,由于它们的有机性,产品具有很好的生物降解能力,无毒无害,非常环保。脂肪酸酯抗燃液压油比普通的矿物油型的液压油要贵2倍以上,因此它们只是在一些对抗燃性和生物降解能力有要求很高的场合使用。
其他种类的合成型抗燃液压油专门针对某些特定的使用场合。无水聚醚类抗燃液压油具有超长的使用寿命并且非常环保,硅油类的在一些关键场合使用,但是这些其他种类的合成型抗燃液压油都非常之昂贵。
高温明火场合的液压设备用什么液压油
在高温易燃的场合应该使用抗燃液压油/液。抗燃液压油/液细分起来主要有:
HFAE:水包油乳化液型难燃液压液(含水大于80%)
HFAS:水基难燃液压液(含水大于80%)
HFB:油包水乳化液型难燃液压液(含水小于80%)
HFC:含聚合物水溶液型难燃液压液(含水小于80%)
HFDR:酯型难燃液压液
1、HFAE水包油乳化液由于水含量高达80%以上,因此,具有比热高,抗燃性好,具有优良的冷却性能,且便宜,对人体无害,对一般的非金属材料适应性较好。但因为是含水液,蒸汽压高,润滑性差,因此使用温度不能超过50℃,系统压力不能超过7.0MPa。适用于煤矿液压支架静压液压系统和其它不要求回收废液和不要求用有良好润滑性、但要求有良好难燃性液体的其它液压系统或机械部位。
2、HFAS水基难燃液压液,又叫高水基液,通常由95%的水和5%水溶性化学品组成。它不燃,无压缩性,具有高的热容和导热性,冷却效果好。系统运行温度通常低于油系统。粘度低、污物沉淀快,价廉(仅是矿物油成本的1/5-1/10),无毒,无污染,易处理。使用温度最好在4~50℃,温度过低可能冻结,过高,蒸发太快。水的润滑性差,所以它运行的系统压力也不能高于7.0MPa。此外,它除了与铝、镁、铅、锌、镀锌钢(材)、镉金属材料不相适应外,与软木、纸、丁基橡胶、皮革、大多数涂料及涂层也不适应。使用时应注意。适用于需要难燃性液体的低压液压系统和金属加工等机械。
3、HFB油包水乳化液是由60%的矿物油和40%的水组成,细小水颗粒分散在矿油连续相里,水是抗燃组分。与矿物油相比,油包水乳化液的润滑性能相对较低,这就限制了它在高压系统的使用。由于含水,蒸汽压高,它使用的最高温度不能超过65℃。油包水乳化液在使用中主要问题之一是稳定性。长期静置,高温和污染都会引起分相,分相的出现加速了泵的过早损伤。油包水的主要优点是能与矿物油使用相同的非金属材料,包括密封件、软管及涂料等。除了镁以外,能与一般金属材料相适应。适用于冶金、煤矿等行业的中压和高压,高温和易燃系统。
4、HFC水-乙二醇液,也是以水作为抗燃组分的一种抗燃液压液,由30-55%的水和25-45%的乙二醇、丙三醇或其聚合物以及水溶性稠化剂、抗磨剂、防锈剂、抗泡沫剂等组成。该液具有优良的抗燃性、高粘度指数,良好的稳定性和流动性,呈透明真溶液。但使用温度也不能超过65℃,一般使用在不高于10MPa压力的系统中,它能与矿物油一样使用相同的密封材料和软管,但与锌、镉、镁、银及未经处理的铝不相容,也不能使用皮革和软木。能使普通油漆软化,只能使用环氧基涂料或乙烯基涂料上。乙二醇有一定的毒性,应防止进入口中,但对身体不发生危害。适用于冶金和煤矿等行业的低压和中压液压系统。
5、HFDR酯型合成抗燃液压液。该类抗燃液压液液自燃点高、挥发性低、抗燃性好,润滑性能与最好的矿物油相媲美。能适应大多数的金属材料。但由于它极性大,溶解性强,通常矿物油能适应的一般非金属材料如丁腈橡胶、氯丁橡胶、石棉橡胶板、聚氯乙烯塑料、有机玻璃及乙烯基类涂料它不适应,必须细心地选择与之匹配材料。酯型难燃液压油主要有两种,其一为磷酸酯型,其二为脂肪酸酯型,其中磷酸酯型历史长,使用温度范围为-50~135℃,适用于冶金、火力发电、燃气汽轮机油等高温高压下操作的液压系统。但因为其水解安定性差,水解产物剧毒,对环境危害较大等原因,现在已经逐步被脂肪酸酯型难燃液压油所取代