金属加工流体管理和最佳实践

金属加工液是复杂的化学配方，在加工过程中具有多种功能。具有高水平的切削性能，以及优异的化学和生物稳定性。机床和零件的防腐是必须的，也是高水平的环境卫生和人身安全。由于对流体有这些要求，就需要对流体进行一定程度的维护。

金属加工流体类型和应用

金属加工液(MWF)，又称金属去除液，可分为四大类:
1.整洁的油（不与水混合），也称为直油
2.水混溶油（宏乳液或含有超过30％油的微乳液），也称为可溶性油脂
3.半合成(微乳液)含油量低于30%，油滴尺寸小于1微米
4.完全合成，不含油（真实的解决方案）

这些流体浓缩物包括各种添加剂，例如乳化剂，抗微生物农药，抗氧化剂，消泡剂和稳定剂。根据流体类型及其化妆，也可以存在一定量的水含量。基础油构成大部分MWF浓缩物，也可以基于流体型和配方而变化。矿物油（环氧物油）以及生物基油（植物油和酯）用于水混溶和半合成液中。

以下实施例说明了直筒与水溶性冷却剂的各种使用区域和应用。

全合成冷却液基于各种二醇，不含油。组成金属加工液浓缩物的原材料在数量和质量上可能有所不同，并且取决于流体配方设计师/复合者选择的材料。每种切削液都有不同的优点和局限性，由制造商根据客户的期望、应用和加工材料推荐。以下示例说明了直馏油与水溶性冷却液的不同使用和应用领域。纯油的应用和推荐将在瑞士式机器中进行。这些机器通常具有较长的生产运行时间（熄灯加工），制造大量零件和金属芯片．这种类型的加工操作需要具有高润滑性的流体，以提供最大的刀具寿命和最小的停机时间。

加工操作和应用(如铣削或车削)中，大量的金属被迅速去除，由于水和油的冷却和润滑特性的联合协同作用，水的可溶性(可溶油)或半合成冷却剂的作用最好。

不管流体类型和应用，所有流体都需要某种形式的维护。纯油是相对不需要维护的液体，但它们确实需要一些维护。直油应定期过滤，以去除金属细屑，这提供了高水平的表面光洁度和切削性能。另一方面，冷却剂与直油的不同之处在于，它们需要更高程度的维护，以提供多年的高切削性能、生物稳定性和寿命。

当金属加工流体与水混合时，提出了全新的潜在问题。冷却剂贮槽是细菌，真菌，酵母和霉菌的优良育种场，因为它是黑暗，潮湿的，并且为细菌提供了优异的营养源（流体本身）以茁壮成长。

这个问题可能会因工厂的不良操作而加剧，比如机器操作员将不属于那里的外来物质引入液体中。这些外来物质可以促进各种细菌的增殖以及潜在的病原菌的生长。地板和玻璃清洁剂能极大地影响液体的pH值，造成化学不稳定和金属侵蚀。

公司要充分发挥金属加工液的潜力，就需要进行一定量的维护。这些基本的维护措施可以极大地提高流体的使用寿命、车间环境和零件质量的整体水平。

浓度是关键

所有金属加工液都是在特定浓度范围内配制而成的。这些工作浓度限值由制造商确定并推荐，以获得最佳的流体性能。所有流体都有一个“最低浓度”水平，必须保持生物稳定性，良好的防腐和切割性能。如果允许这一浓度水平在任何给定的时间内下降到最低水平以下，就会出现各种问题。生物不稳定性和生物质量发展、低pH、铁合金腐蚀(红锈)、乳化液分裂、切削性能差以及最终的金属去除液处理是可能发生的一些问题。冷却剂的浓度很容易用一种叫做折射计的光学装置来测定。有各种类型和风格的折射计可供购买，从基本的手持光学折射计到更复杂的数字单位。最好的折射计是商店里经常使用的那种，因为浓度是最佳流体寿命的最关键因素。记住那句古老的谚语:“你无法控制你无法衡量的东西。”如果在特定的应用程序中，流体的浓度是未知的，那么向流体供应商获取此信息非常重要。

混合液适当浓缩

金属去除液需要以一定的方式混合，以使其化学组成正确。记住正确技巧的最好方法是缩写O.I.L.(最后的油)。总是这样混合油基乳剂。在剧烈搅拌的同时，慢慢地将液体浓缩物引入水中，或购买适当的冷却剂搅拌器。

大多数流体制造商出售或可以推荐一种像样的冷却剂搅拌器，以满足商店的需要。对于金属加工液精矿的混合，建议使用良好的饮用水。如果可用水的质量较差，可能需要进行水处理。反渗透(RO)和/或去离子水(DI)是很好的水处理方法，可以大大提高流体寿命。水质对冷却剂的稳定性至关重要;因为过于硬的水会导致化学不稳定和乳液分裂。

金属加工液供应商可以测试商店的水质，以确定它是否可以使用。请记住这一点：散装液的最大组成部分是水，通常为90％以上，因此水质对冷却剂稳定性和寿命具有重大影响。

流浪汉除油

机床使用各种滑道润滑剂和主轴油润滑机床的导轨、滚珠丝杠和主轴轴承。这些润滑油旨在为机床部件提供流体动力润滑，从而保持接触金属表面分离。
不幸的是，这些油最终会进入冷却液槽，从而污染金属加工流体。这些不定期油在切割过程中没有帮助，并可能导致多种冷却剂相关问题。

浮油雾增加了机器外部和车间表面的残留物，并过早地堵塞空气过滤器。

金属加工液中的高水平的流动油可以导致油雾和烟雾形成增加。油雾增加生物气溶胶的潜在暴露在设施中的人员，从而使商店环境可能不安全。

浮油雾增加了机器外部和车间表面的残留物，并过早地堵塞空气过滤器。油性残留物可以破坏敏感的电子机器部件，并在机柜内部创造难看的棕色残留物。

冷却液中高浓度的浮油增加了厌氧细菌(不需要氧气)在冷却液池中建立立足点的可能性。这是通过为这些微生物提供极好的食物来源来实现的。各种厌氧菌产生副产品硫化氢(硫化氢)气体。当厌氧细菌代谢滑轨润滑油和纺锤润滑油的硫成分时，就会释放出这种气体。

H2S气体进入大气中的气味是一种气味，大多数金属工厂可能熟悉。当冷却液系统在一个周末闲置后，当冷却剂系统打开时，腐烂蛋的腐烂鸡蛋的腐烂鸡蛋是不抚摸的腐烂的鸡蛋。

H2S与水的相互作用以及厌氧细菌代谢产物产生各种酸。这些酸会使液体的pH值下降到更酸性的水平。冷却剂的较低酸性pH值会导致铁锈形成，因为酸会攻击机床和部件的金属表面。

如果冷却剂浓度低于建议的最小值，这个过程会加速。因此，可以看出，不定期油一般是金属加工流体的一个问题，必须经常从冷却系统中去除。市场上有各种方法的油轮除油设备。这些设备可以从简单的圆盘和带式撇渣器到更精密的聚结器和高速离心机。任何形式的油污清除都比完全不清除要好，应该每周进行，如果不是每天进行的话。

冷却液过滤

当除去金属时，产生微米和亚微米金属细粒。在切割过程中，这些粉末的冶金特性发生变化，并且现在比加工的原始材料更硬。

如果这些金属微粒不经过过滤处理，它们将被冷却剂泵不断地收集并重新引入切削区，从而降低了工具的总体寿命和较差的表面光洁度。这些细小的微粒需要数小时才能从液体中沉淀出来。

当他们最终确切的时候，它们在冷却液底部的底部产生一个非常密集的泥浆。这种泥浆倾向于在停滞区域中积聚，例如在冷却剂块和死区的角落中。该泥浆可以构建到这样的高度，使得散装液及其添加剂（微生物胶质剂）被密封到底层上。反过来，这使得厌氧细菌和生物膜形成并在贮槽中形成并产生缺氧（不氧）环境。

良好的过滤等于更长的流体寿命。在过去，大多数机器商店都能实现成本效益，过滤介质和设备的高成本令人望而却步。现在由于金属加工液的高价格和更高的液体处理成本，所有商店都应该实施某种类型的冷却剂过滤。

过滤的水平取决于加工工艺和所需的表面光洁度水平。因此，表面光洁度要求越苛刻，就必须同样提高流体过滤的水平。为了获得小于10ra的超净度，可能需要低至1微米的过滤。

为了让公司从他们使用的机床和日益昂贵的切削工具中获得最大的回报，他们必须改变对冷却剂的普遍看法。金属加工液约占零件总制造成本的1%至2%，但对零件总制造成本的影响可高达95%。

不要把冷却剂看作是必要的邪恶，它应该被看作是一种资产。金属加工液是一种液体工具，应按液体工具处理。适当的照顾他们会提高公司的生产力和盈利能力。如果你选择忽视它们，就会让公司付出高昂的代价。这不是一个困难的决定。

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