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水溶性切削液的配制和管理

作者:東莞益昌潤滑科技有限公司  發布時間:2014-6-13  瀏覽次數:1738

技術培訓‐‐
水溶性切削液的配制和管理


A. 切削液的要求


  切削液最重要的功能是切削工件時減小被切削材料和刀具間的摩擦,并散熱及排屑。水溶性切削液要求有良好的乳化性、防銹性、低泡沫、抗菌性等。滿足機加工共性的要求和特殊的要求,均可以通過添加功能添加劑和調整配方體系來實現。


 

B. 水溶性切削液的配制


  請遵守下述的配制程序,配制乳化液必須將濃縮液加入水中,這樣會形成理想的水包油乳化液。不能相反。否則將結塊和形成膠體。情況最嚴重的是配制的工作液無法使用。全合成溶液通常不需特殊的配制程序,無論是濃縮液加入水中還是水加入濃縮液中都可以。

水質:
  制造金屬加工液混合液的水的硬度在80~125 ppm 較為理想。如果水的總硬度低于100 ppm,就稱為軟水;如果水的總硬度超過200 ppm,就稱為硬水。用軟水制成的混合液有起泡的可能性,軟水可采用醋酸鈣來調整。硬水會引起潤滑系統的變壞,使機床、中央系統過濾器或液槽中產生浮垢。氯化物和硫酸鹽含量較高可引起銹蝕問題。硫酸鹽含量較高本身也會產生腐臭。
  在使用金屬加工液混合液時,溶解的礦物質含量會因水的蒸發和新液補充而增加。過了一段時間,氯化物和硫酸鹽離子就會集聚起來,硬度問題會從使用不那么硬的水而發展到逐步顯現。如有必要,配制之前應先處理配制用水(過濾,軟化,去除礦物質,硬化,細菌凈化等)。切削液用水應是清潔和中性的(PH 值為7 左右)。河水和井水必須經過檢測方可使用,如有必要,對使用水先進行處理,以消除水中微生物對切削液的污染。

配制

應當:
 1、任何時候都盡可能使用混配裝置來進行混合與配制加工液。
 2、在手動混配時必須是向水中注入濃縮液。
 3、如欲提高加工液的濃度,在貯液罐適合良好混合處直接添加濃縮液。
 4、測量濃度之前對加工液進行徹底的混勻。
 5、使用折光儀、或是化學滴定法測試加工液的濃度。

不可:
 1、在液槽中注入濃縮液,并向濃縮液中注水。
 2、向容量 5 加侖的桶中或預配槽中注入濃縮液,并向濃縮液中注水。
 3、在加工液貯液罐中混入未知的濃縮液。
 4、用目測或大體感知的方法來控制濃度。
 5、使用溫度低于 50°F (10°C)的水(這是因為許多乳化液在低溫下都不穩定)。
 6、在機床的工作區灌入濃縮液,然后打開噴嘴對濃縮液進行混配。


 

C. 切削液的存放


● 切削液是熵不穩定物,所以水溶性切削液通常存儲期6‐12 個月。水溶性切削液應存放在5℃-40℃的環境中。如果存放環境溫度低于0℃以下,使用前應攪拌并預熱。
● 如果在室外存放,應將油桶水平放置。
● 存放切削液的容器應為干凈密封好,并只能用于存放一個級別切削液。不要使用內壁鍍鋅的桶,因為可能會析出鋅皂,從而影響產品的質量。
● 如果濃縮液儲存在罐中(如集中供液系統的濃縮液自動供液罐),我們建議每年檢測一次微生物含量。如檢測顯示有菌,則表明濃縮液被污染了,應采用相應的殺菌劑對儲存罐及其連接管路進行殺菌消毒。

 

D.切削液的監控

 

  切削液是復雜的溶液體系,在機加工過程中不斷地被攪拌、剪切、沖刷,設備漏油、雜質、細菌侵入、金屬離子的氧化均對切削液的穩定帶來巨大的挑戰。對于切削液的持續監控和管理是切削液處于最佳狀態、壽命更長的關鍵所在。固體和液體雜質例如切屑、磨損殘渣和雜油應采用不同的離心分離機或過濾器去除,干凈的切削液能更好的發揮其效能,減少廢料。
  對水溶性切削液,不應僅限于對溶液外觀和氣味的監測。復雜的檢測必須由專業人員來完成。
比如濃度的檢測須在48 小時之內對在線取得的工作液樣品進行分析檢測,以此校正使用濃度。

 

E.水溶性切削液

 

1. 單機供液系統

性能 檢測方法
氣味,外觀 光學傳感器測試
PH 值 電極法,DIN51369,PH 試紙
濃度 手持折光鏡
亞硝酸鹽含量,最大20ppm 檢驗工具箱,光度計
硝酸鹽含量,最大50ppm 檢驗工具箱,光度計
細菌污染(真菌和酵母菌) 測菌片法或細菌培養

  對于單機供液系統,每周進行一次(測菌片,每月一次或者細菌培養箱每半月一次),將檢測結記錄在機床卡片上。

2. 集中供液系統

性能 檢測方法
未乳化雜油 標準檢驗,DIN51367固
固體雜質 過濾辦法,DIN51593
電解質含量 電導率測量
氯化物含量 滴定法
防銹性 鑄鐵屑法,DIN51360‐T2

  乳化液和合成液中的亞硝酸鹽和硝酸鹽含量分別不能超過20 毫克/升或50 毫克/升。如果超標,必須全部或部分更換水溶性切削液,因為這些亞硝胺類物質(亞硝酸鹽和硝酸鹽)與二乙醇胺結合可能會形成致癌物質N‐亞硝基二乙醇胺。

 

F.切削液的維護

 

  切削液的維護是指通過采取一些措施適來當地延長切削液的壽命。良好的維護將提高切削性能并減少廢品。除此之外,維護量好的切削液也可減少工人負擔。
  水溶性切削液是微生物如細菌、酵母菌和真菌的天然培育場所,這意味著這些乳化液必須經常進行檢測。


1、撇除外來的油污。

  使用過濾器或離心分離機有效地去除固體雜質和液體雜油,通過對密封和潤滑系統的適當維護把油污進入系統的可能性降低到最低限度。如果有過多的油污泄漏到該系統中的話,金屬加工液的性能就會下降。潤滑油和液壓油中含有細菌生長的養料。它們也會影響加工液發揮作用,隔絕空氣,因此為產生氣味的細菌的生長提供了理想的條件。如果允許它們聚集的話,外來的油污會引起煙霧,并增加機床區域周圍的殘留物。像撇油器、凝聚過濾器、撇油輪或離心機等除油器件可以用來防止油污的聚積。


 

2、控制濃度
  將濃度維護在規定的范圍內也非常重要,因為不足的濃度會促進微生物的繁殖、降低加工效果及加速機床設備和工件產生銹蝕等問題。另一方面,過高的濃度也會導致產生泡沫、從而導致乳化液組分質量下降,也降低了冷卻性并因此降低了加工效果。

 

3、檢測PH 值
  水溶性切削液的一個至關重要的參數是PH 值。大多數金屬加工液的pH 值都在8.8~9.2 之間。如果混合液的pH 值太低的話,就會影響到金屬加工液混合液的各個方面,例如腐臭的控制、金屬銹蝕的控制和混合液的穩定性問題等。如果混合液的pH 值太高的話,也會影響到金屬加工液混合液的各個方面,例如皮膚接受性、油漆安定和有色金屬的腐蝕控制問題等。

  依使用的時間長短不同,乳化液的PH 值會上升或下降。PH 值的上升通常是由于設備或系統中清洗劑的混入,PH 值下降通常是由于細菌的滋生。細菌滋生會引起設備和工件的銹蝕,產生難聞的氣味并使乳化液不穩定。可使用測菌片來測定微生物(細菌、酵母菌、真菌)的污染程度。如果每毫升液體中微生物超過一百萬個細菌、酵母菌或真菌,應緊急聯絡你的切削液供應商討論殺菌處理。

  水中的鹽如氯化物或硫酸鹽也會造成乳化液不穩定。過硬的水(>400ppmCaco3,即25°d)會導致析皂。同樣地,太軟的水(<175PPmCaCo3,即10°d),會產生大量的泡沫,這種水須人工調硬。高溫也是乳化液不穩定的因素。大量的水蒸發,將造成鹽的高度聚集(電解質)并最終導致乳化液分解。補救措施包括部分更換乳化液或添加一些完全去離子水。

  大氣中的氧氣會抑制工作液的厭氧菌的生長,厭氧菌會發出難聞的氣味。通過保持金屬加工液混合液的循環來對它進行充氣,防止厭氧細菌的生長。許多中央系統即使在生產線不運轉時仍繼續保持循環,或者使用定時器設定時間在非工作時間對加工液進行短時間的循環。在單機系統中,可以使用一根空氣軟管來給工作液充氧。

  浮油會阻隔氧氣進入到金屬加工液中,因此,要減少機床漏油,要使用撇油設備或離心設備將漏油去除掉。

校正維護

問題 修正措施
液位過低 添加預配制的切削液,檢查潛在的蒸發,檢查泄漏
微生物含量每毫升大于10 個(難聞氣味) 添加預配制的切削液和殺菌劑,調整PH 值堿性或
中性值
真菌或酵母菌攻擊 添加殺菌劑,用測菌片檢測

G.切削液的更換

 

  即使切削液得到更加的維護,切削液仍需要更換。新液的壽命依賴于冷卻液系統的清潔程度和消毒效果,尤其是水溶性切削液。如果切削液的特性指標即使經校正也無法恢復,則應該予以更換。切削液換液前的系統或設備的清洗一直是很重要的。


當水溶性切削液使用到下列情況時,應更換:


●切削液產生難聞氣味         ●切削液變得不穩定
●膠質化                     ●切削液性能下降
●機床設備上聚集大量沉淀物   ●過多的固體和液體雜質
●液面上漂浮厚厚的泡沫       ●刀具壽命下降
●PH 升高或降低              ●微生物大量繁殖
●電解質水平提高             ●切削液循環管路阻塞
●水太硬了                   ●過濾性能惡化
●如果形成皂                 ●工件表面質量惡化
●切削液變稠

  水溶性切削液的更換,廢液排放前必須加入系統清洗劑進行系統清洗,這將確保管道中的細菌、酵母菌和真菌被除去。系統清洗的標準程序如下:


停工期間的清洗程序:
1. 排空整個中央槽系統或單機的儲槽。
2. 去除儲槽、回液溝、油盤、過濾裝置中所有金屬細屑和其他雜質。
3. 將水注入系統或儲液罐中,讓足夠水在所有的管線和機床中有效循環。
4. 以 1∶50 或更高濃度加入系統清洗劑CLEAN 41,循環2~8 小時。在此期間,清刷所有的溝槽和過濾器配件,并擦洗機床和油盤。
5. 當物理清洗結束時,排盡系統中的 CLEAN 41 混合物。
6. 再加入足夠的清水,讓它在系統和儲液罐間循環,以去除清洗劑和金屬碎屑等所有殘留物。排盡所有的管線和集油槽。如果沖洗后水很臟,需要再沖洗一次。機床不循環,以免生銹。
7. 給中央槽系統或單機儲槽注入所需量的水。
8. 按建議濃度加入 RHOXON 產品。
9. 在開始生產之前循環整個系統以確保混合適當。對于精密磨床來說,新加工液溫度要調整到室溫溫度。否則,首班生產時可能會遇到尺寸和精度問題。
10. 如果不能按標準程序系統清洗。可以嘗試把多步驟清洗程序合并成一個程序(停工或生產期間),以達到良好的清洗效果。

替代方法見如下:
1、在停工期間用使用過的加工液生產停止后,在單機儲槽或中央槽系統中,每100 升臟的加工液加入2 升的CLEAN 41。將此混合液在所有的管線和機床刀具系統中循環4 小時以上。排盡后沖洗,再重新注入新鮮的RHOXON 混合液。
2、在生產期間用使用過的加工液
在生產期間,單床儲槽或中央槽系統里每100 升臟的加工液加入2 升的CLEAN 41。將此混合液在所有的管線和機床刀具系統中循環4~8 小時。排盡后沖洗,再重新注入新鮮的RHOXON 混合液。

 

H.切削液的處理

 

  處理廢切削液時應遵守當地的規定。選擇良好品質的切削液和進行良好的日常維護管理,是延長切削液使用壽命,減少廢液處理量的最佳方案。

  對工廠處置而言,主要的選擇方案就是合約托走服務或者下水道處理。使用過的金屬加工液含有油、細屑、金屬、細菌等污染物。這些金屬加工液在處置之前需要進行處理以滿足地方下水道的排放標準,這些標準必須符合地方、州和聯邦法律(或當地國家法律)。

以下是美國污水處理允許排放的標準值:
參數                       排放極限值
COD(化學耗氧量)          500 ppm
TSS(總懸浮固體量)         250 ppm(最大)
pH 值                       6.0-9.0
油和脂                      10-100 ppm(最大)
金屬                         。。
其它無機物                   。。

 

I.切削液的使用操作


  加工過程中切削液的功能是達到最小的刀具磨損,最佳的加工性能和提高工件的質量。大多數情況下,機械操作人員不可避免要接觸切削液。毫無疑問,皮膚學測試表明切削液會引起皮膚刺激:
另外,支氣管的通道和粘膜也可能受到影響。過敏是一個主要問題。因此很有必要采取相關的保護措施是切削液對人和環境的危害減到最小。因此需采取如下相關的防范措施:
●避免接觸切削液                       ●只使用PH 為中性的肥皂
●穿防油保護衣服                       ●不要在切削液里洗有油污的手
●戴防護眼鏡                           ●用軟紙巾把手擦洗干凈
●密閉機床設備                         ●更換臟衣服
●車間保證足夠的通風                   ●不要用臟抹布擦手
●安裝油霧和油蒸汽的抽出設備           ●安全指示應放在需要用的位置
●提供皮膚保護建議                     ●使用不含亞硝酸鹽、氯和二乙醇胺的切削液
●每天在手和胳膊上重復使用防護膏。     ●遵守安全操作流程
使用純油性切削油時,采用水溶性防膏;    ●加工鎂及鎂合金時注意火災危險
使用水溶性切削液時,采用油溶性防護膏   ●在污染或油地板上使用適當的表面涂層(粒狀)
●不要使用含研磨劑的洗手液

 
 
 
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