郝陶雪，趙 強(qiáng)

（1.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 研發(fā)中心，哈爾濱 150036；2.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 質(zhì)量保證部，哈爾濱150036）

1 前言

金屬加工切削液是金屬切削加工過程中的一種必不可少的潤滑、冷卻液體，它一般分為油基型和水基型。水基型切削液又分為可溶性油切削液（乳化型切削液）、半合成切削液（微乳型切削液）和合成切削液。軸承磨加工工序長期以來一直使用水基型切削液。

長期以來，我廠磨加工工序一直使用乳化油膏、碳酸鈉、亞硝酸鈉配制的乳化型切削液。這種切削液在生產(chǎn)中存在以下缺點(diǎn)：它的乳化安定性不好，在調(diào)配和使用過程中由于無機(jī)鹽的含量較高，易造成該冷卻液的油水分層，影響它的潤滑冷卻性能，產(chǎn)生燒傷降低產(chǎn)品加工質(zhì)量；該冷卻液使用壽命短，易變質(zhì)發(fā)霉，需要經(jīng)常更換，且對人體和環(huán)境也有一定的危害。

針對以上情況，我們分析研究了軸承磨加工工序所用的切削液，并選出新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液進(jìn)行試驗(yàn)。它具有優(yōu)良的冷卻、防銹、清洗、潤滑性能，它的使用周期長、成本低、配制簡便，它還具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、抗菌防腐性以及抗硬水能力，對人體和環(huán)境無害，便于回收、排放。

我們針對這兩種不同類型的切削液進(jìn)行了質(zhì)量理化指標(biāo)比較及實(shí)際使用效果比較。

2 切削液作用機(jī)理

在軸承的磨加工過程中對軸承零件質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素有很多，切削液是其中一個(gè)很有影響條件的因素。良好的切削液應(yīng)具有潤滑、冷卻、防銹、清洗等方面的作用【Ⅰ】。

2.1 潤滑作用

切削液的潤滑作用是指它減少刀具前面與后面上摩擦的能力。由于切削液能滲透到切屑與刀具前面以及工件與刀具后面之間，并能在其中形成吸附性潤滑膜，從而能減少刀具前面與后面上的摩擦與粘結(jié)。好的潤滑性不但可減少切削力和切削熱，而且可以提高產(chǎn)品的光潔度。切削液具有良好的潤滑性能必須要有較好的潤濕性能，以便滲透，并能在金屬表面形成堅(jiān)固的潤滑膜。表面張力和加工面粗糙度是表面浸潤性的一個(gè)指標(biāo)。在四球機(jī)試驗(yàn)中PB值的大小直接反映切削液的潤滑性能。

2.2 清洗作用

在金屬切削加工過程中，經(jīng)常產(chǎn)生一些細(xì)小的切屑、金屬粉末及砂輪粒等，在加工鑄鐵及磨削加工時(shí)尤其嚴(yán)重。為了防止這些細(xì)小切屑及灰末互相粘結(jié)并粘結(jié)在工件、刀具和磨床上，從而影響加工質(zhì)量、刀具耐用度和機(jī)床壽命，因此要求切削液要有良好的清洗作用。切削液的清洗作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是減少細(xì)小切屑及灰末的粘結(jié)以便清洗，另一方面是利用液流的機(jī)械清洗作用將這些細(xì)屑和灰末沖走。

2.3 冷卻作用

切削加工時(shí)，切削區(qū)產(chǎn)生的大量切削熱，它不但使刀具容易磨壞，而且容易產(chǎn)生局部燒傷、退火或發(fā)暗，影響產(chǎn)品加工質(zhì)量。降低切削溫度可以從兩方面著手：一方面是減少摩擦，從而減少切削熱的產(chǎn)生；另一方面是使已產(chǎn)生的切削熱從產(chǎn)生的地方迅速帶走。試驗(yàn)證明，后者是降低切削熱的主要因素。

切削液的冷卻作用是指它將熱量從產(chǎn)生的地方迅速帶走的能力。切削液的冷卻作用決定于切削液的導(dǎo)熱性、比熱、汽化熱、汽化速度、液體流量及流速等。冷卻作用的好壞還與切削液的泡沫性有關(guān)，多泡沫的切削液的冷卻作用要降低，必須設(shè)法消除泡沫。

2.4 防銹作用

金屬與環(huán)境組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的表面破壞稱為金屬腐蝕。金屬腐蝕按照腐蝕作用機(jī)理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。一般常見的腐蝕是電化學(xué)腐蝕。

人們習(xí)慣上把金屬在大氣中由于氧、水分及其他介質(zhì)作用所引起的變色和腐蝕稱為“銹蝕”，其腐蝕產(chǎn)物統(tǒng)稱為“銹”。良好的切削液可以有效地防止銹蝕的生成。

2.5 其它作用

良好的切削液還應(yīng)該具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、抗菌防腐性以及抗硬水等能力。

3 兩種切削液的質(zhì)量理化指標(biāo)對比

根據(jù)GB6144-85合成切削液國家標(biāo)準(zhǔn)，對乳化油膏及新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液的濃縮物進(jìn)行檢定，并對乳化油膏切削液（1%左右的乳化油膏，0.5%～0.6%的亞硝酸鈉，0.5%～0.6%的碳酸鈉）及新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液稀釋液（濃度5%）進(jìn)行了各項(xiàng)指標(biāo)檢定，質(zhì)量指標(biāo)對比見表1。

表1 新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液與乳化油膏切削液的質(zhì)量指標(biāo)對比

通過以上的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，可以看出新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液的質(zhì)量指標(biāo)要優(yōu)于乳化油膏切削液。

4 生產(chǎn)試驗(yàn)情況及使用效果對照

將兩種不同類型的切削液在不同的磨床上進(jìn)行生產(chǎn)使用。兩種切削液的對比數(shù)據(jù)見表2。

表2 新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液與乳化油膏切削液的生產(chǎn)試驗(yàn)情況對比

使用新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液后，支點(diǎn)劃傷現(xiàn)象減輕，粗糙度降低，潤滑性能較好；無燒傷現(xiàn)象發(fā)生，冷卻性能較好；不產(chǎn)生銹蝕，防銹性好且穩(wěn)定；清洗性也較好，鐵屑與砂輪末沉降性好，可延長砂輪的使用壽命，降低成本；不刺激皮膚；溶液使用壽命長（100d）。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

以M8810磨床單機(jī)水箱為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，使用新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液較使用乳化油膏切削液每年每臺(tái)機(jī)床可節(jié)約320元。如果在公司推廣使用，將為公司節(jié)能降耗帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

另外，環(huán)保型產(chǎn)品是國內(nèi)外切削液發(fā)展的主流，新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液屬于環(huán)保型產(chǎn)品，在我公司推廣使用后可降低我公司每年上繳的排污費(fèi)。

6 結(jié)論

從以上理化指標(biāo)檢定、成品車間的試驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)效益分析可以看出，新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液的各項(xiàng)性能、質(zhì)量指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)用的乳化油膏切削液，使用新型環(huán)保導(dǎo)電聚苯胺水性防銹切削液對提高公司產(chǎn)品質(zhì)量及降低成本具有重要意義。

［1］ 張康夫，余大南.防銹油脂與乳化切削油［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1979.11.