在金属加工过程中,水质对切削液的影响

国际金属加工网 2015年02月09日

【编者按】切削液是金属切削加工的重要配套材料,是一种类型的设计特别是金属加工机械加工工艺的冷却剂和润滑剂。


切削和磨削液,需要稀释使用,通常需要用大量的水(95%含水量是典型的浓度)这里水在切削液性能中履行了重要角色。如果每位顾客的水质是一样的话,事情将会简单起来,然而,中国的水质各不相同,我们需要了解水是如何影响到切削液的。

水由两个氢原子和一个氧原子组成,是极性化合物,在多种技术资料中被描述为”最普及的溶剂”,但是,水质取决于水源和当地水厂的处理工艺。

在金属加工过程,我们依靠水来带走刀具和工件产生的热量,同时水也可以做为添加剂的载体:如缓蚀剂,润滑剂,清洗剂和杀菌剂等的载体在切削液应用方面,水有一些重要参数如硬度,电导率,PH,碱值,温度和清洁度等. 随着使用时间增长,这些参数最终会达到平衡状态,平衡值取决于系统水分的蒸发,溢流,喷濺,工件带走,热量以及冷却液的补加所用这些都会影响到这些参数的最高走向。

硬度

硬度是测量钙(Ca)和镁(Mg)离子在水中的含量,用碳酸钙来表述. 这些都是自然产生的的阳离子,是来自于在地下的矿物。你可以表达硬度值为硬度值为德国度或ppm (百万分之一),一个单位ppm 等同于毫克每升一德国度相当于17ppm ,在美国大陆,硬度可以低如美国东南部的2-5 ppm 到东南部沙漠中的1200-1500 ppm .

最大的困扰是太高的硬度会产生乳化液的不稳定性,过多的钙镁离子会形成"硬水皂"这些皂通常是不溶于水的,会导致粘性残留物产生.这时可以通过添加剂来螯合硬度,这种添加剂称之为螯合剂,螯合意为钙镁离子和试剂发生化学反应因此它们不再会和冷却液中的其它组分发生反应。

有多种分析方法可以判定溶液中的总硬度,我们这个领域常用方法为硬度试纸。

电导率

电导率是测量水性溶液中总溶解固体(i.e.TDS)中的电子活性,电导率的测量通过每单元微西门子(μS)或微欧姆经过的电桥,(一个姆欧是一个除以欧姆,因此命名为“姆欧”).一个微欧姆等同于μ姆欧。

虽然这些离子存在于自然界中,也有一些从其它液体和组分中附带过来的氯离子和硫酸根离子(详见氯离子和硫酸根离子部分),铁离子来自于铁设备和钢和铸铁的磨削切削 过程。

和高硬度相似,高的电导率也会破坏乳化液的稳定性,这实际上也是废水处理的组成部分.浓硫酸铝(明矾)和氯化铁用于乳化液破乳

pH

在一般情况下,大多数的水pH范围在5.7至8.0左右.pH值不需要太多的关注,除非它有一个相对较高的碱度。

碱值

水的碱值一般认为来自于碳酸盐,然而,需要关注的主要问题是当水的碱值足够高就会影响到碱值的滴定,在这种情况下,我们必须确保把水的碱值从总碱值中减去。

氯离子和硫酸盐

高电导率,尤其是氯离子和硫酸盐,能够增加锈蚀问题.不幸的是,降低氯离子和硫酸盐浓度的惟一方法是部分排放,你也可以把这些离子当作污染物在水进入到车间之前就它们去除。

氯离子和硫酸盐会提高电导率,用特定的电极可以测量这些离子的存在.这也是一种叫Volhard的实验室方法用于判定溶液中的这些离子。

氯离子和硫酸盐存在于自然中,但是其他化学品液可能带来这些离子,加热处理会使氯离子增高,某些清洗剂也会带来氯离子。

温度&混合性1

冷水通常使得乳化液难以使用,有些案例表明,一些产品在冷水中根本无法混合,冬天时,水温降低到4-10oC时,冷水的问题显而易见。

有些客户和工艺要求金属加工液要冷却到比常温更低的温度, 这是为了保持工件温度的一致.你发现在一些航空应用领域中有非常严格的精度公差要求。

工艺

有不同的工艺用于提高水质,我们客户在应用这些工艺,去离子尤其常见,去离子(DI )水是一种经过冷凝工艺去除所有离子的水,这些水通常是硬度小于5ppm 并且不包含不利于乳化性能的离子. 不利因素是这些水对一些产品来说更易于产生泡沫。

另一种工艺叫软化, 意如其名,硬水离子被除去,然而,这种离子交换工艺中,钠离子取代了钙镁离子,因此,虽然你可以使用软水,但电导率依然会上升。

最后一类的工艺称为反渗透(RO ). RO 水工艺是一种物理过程,“障碍”离子通过一种特殊类型的膜.RO 水的质量是非常接近的DI水。

正如你看到的那样,我们高度依赖的这些不易控制的东西,但是,如果我们用上面讨论的经验知识武装自己,我们就可以预先告知客户关于水质对他们过程的影响.其次,全面了解客户工艺过程对我们的产品选型来讲也是非常的重要 。


网友评论

编辑推荐

相关主题