張志東

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司上海研究院

金屬加工液主要起潤(rùn)滑、冷卻、抗磨極壓、清潔和防腐等作用，是金屬材料加工過程中必不可少的液體介質(zhì)。金屬加工液種類繁多，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，除了用于各種金屬材料加工外，甚至還用于一些非金屬的加工工藝。金屬加工液按加工工藝類型的不同，可分為成型、切削、防護(hù)、熱處理等四大類。中國(guó)市場(chǎng)目前的金屬加工液年需求量約為45萬(wàn)多噸。根據(jù)金屬加工液的組成和介質(zhì)狀態(tài)，又可分為油基型和水基型。

金屬加工液產(chǎn)品的主要特點(diǎn)如下：

◇缺乏可操作的通用標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品以實(shí)際使用為主；

◇品種、牌號(hào)繁多，單一產(chǎn)品用量??；

◇根據(jù)顧客需求及現(xiàn)場(chǎng)具體工況推薦及配置，同一產(chǎn)品在不同客戶處會(huì)有不同的使用效果；

◇技術(shù)含量高，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)要求高，產(chǎn)品營(yíng)銷及使用需強(qiáng)大的技術(shù)服務(wù)支撐，油、液并存，各盡其用。

由于金屬加工液產(chǎn)品的上述特點(diǎn)，這類產(chǎn)品在開展技術(shù)服務(wù)時(shí)，需要技術(shù)支持人員深入車間現(xiàn)場(chǎng)，與客戶密切溝通，獲取包括機(jī)床、刀具、工件材質(zhì)、加工精度、加工工藝流程、主要設(shè)備參數(shù)及防護(hù)周期、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境、包裝方式等現(xiàn)場(chǎng)第一手有用的技術(shù)資料。只有準(zhǔn)確掌握了這些有價(jià)值的客戶現(xiàn)場(chǎng)工藝信息、技術(shù)狀況和應(yīng)用要求，才能夠在產(chǎn)品推薦的過程中有的放矢，少走彎路，同時(shí)也可幫助客戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)、判斷分析油品出現(xiàn)質(zhì)量異議或應(yīng)用失效的真正原因，并進(jìn)一步提出能夠解決客戶用油困惑的工藝改進(jìn)建議、油品實(shí)際操作應(yīng)用的方法技巧和應(yīng)對(duì)措施。本文對(duì)長(zhǎng)城金屬加工液系列產(chǎn)品的典型應(yīng)用技術(shù)服務(wù)案例進(jìn)行了歸納，分析了異常問題的成因，提出了解決措施，為做好金屬加工液產(chǎn)品的技術(shù)服務(wù)提供參考。

案例1：切削加工中油品異味、乳化效果不佳、皮膚過敏

2020年3月，某機(jī)械制造有限公司開始使用長(zhǎng)城切削液，6月起陸續(xù)反饋油品有刺鼻異味、使用乳化效果不佳、工人在操作過程中手部出現(xiàn)脫皮、起泡等問題。

供圖/張志東

現(xiàn)場(chǎng)情況

該廠使用設(shè)備為立式數(shù)控機(jī)床（加工中心）——臺(tái)灣大立機(jī)器DAHLTH/MCN-500機(jī)床，主要加工40CrMn、鑄鐵、45#鋼等材質(zhì)的后橋輪邊支承座等汽配件，為單機(jī)供液方式，采用車、銑、鏜、鉆孔、攻絲等加工方式，，零部件的周轉(zhuǎn)防銹期一般要求在7～10 d。

問題分析及解決方案

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，在用長(zhǎng)城切削液的折光讀數(shù)7.8，pH值約9.0，推算其實(shí)際使用濃度不小于10%，初步判斷，用戶將切削液的折光讀數(shù)誤認(rèn)作是使用濃度，使得在用切削液堿性偏高，引起油品刺激皮膚，造成操作工手部皮膚過敏問題。

操作工對(duì)原用某競(jìng)品微乳化切削液產(chǎn)品的氣味已有一定的適應(yīng)性，故對(duì)產(chǎn)品氣味有一定的不適性。

此外，該公司機(jī)床設(shè)備老化有漏油現(xiàn)象，雜油混入，未及時(shí)撇除浮油，從而影響了長(zhǎng)城切削液的乳化性能。

為此采取如下解決方案：

◇建議客戶定期對(duì)油箱進(jìn)行撇油等清理維護(hù)操作，及時(shí)去除渣油和雜質(zhì)；

◇現(xiàn)場(chǎng)對(duì)操作工和經(jīng)銷商進(jìn)行切削液產(chǎn)品關(guān)于折光讀數(shù)和使用濃度相關(guān)換算關(guān)系的解釋說明和折光儀的操作應(yīng)用指導(dǎo)；

◇提供長(zhǎng)城切削液產(chǎn)品的MSDS（化學(xué)品安全技術(shù)說明書）和SGS安全環(huán)保測(cè)試報(bào)告和資料，長(zhǎng)城產(chǎn)品不含對(duì)人體皮膚有刺激的不友好組分，在正常使用濃度范圍內(nèi)可放心使用。

案例處置結(jié)果

技術(shù)支持服務(wù)人員通過與客戶就切削液產(chǎn)品反饋問題原因的分析、判斷及操作維護(hù)指導(dǎo)、應(yīng)用建議等方面的具體溝通和交流，消除了客戶和經(jīng)銷商對(duì)長(zhǎng)城切削液產(chǎn)品的使用疑慮。同時(shí)向客戶提供了切削液的作業(yè)指導(dǎo)書。經(jīng)后續(xù)對(duì)長(zhǎng)城切削液產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用跟蹤，客戶按長(zhǎng)城油品應(yīng)用操作規(guī)范進(jìn)行操作維護(hù)，再無產(chǎn)品質(zhì)量異議問題反饋，客戶對(duì)長(zhǎng)城技術(shù)服務(wù)工作表示認(rèn)可。

案例2：飛輪殼（鑄鐵材質(zhì)）出現(xiàn)銹蝕

油品分析

對(duì)客戶現(xiàn)場(chǎng)的原包裝桶及油槽中的長(zhǎng)城防銹油分別進(jìn)行取樣檢測(cè)，分析檢測(cè)結(jié)果見表1?，F(xiàn)場(chǎng)油品外觀如圖1所示。

圖1 在用防銹油外觀

表1 原包裝桶及油槽中的長(zhǎng)城防銹油樣品主要質(zhì)量指標(biāo)分析檢測(cè)結(jié)果

從表1、圖1可知，原包裝桶和在用長(zhǎng)城防銹油外觀透明，40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度、鹽霧等防銹性能等質(zhì)量指標(biāo)均符合產(chǎn)品出廠質(zhì)量指標(biāo)的要求。

問題分析及解決方案

實(shí)地查看了解了該公司生產(chǎn)的飛輪殼產(chǎn)品的清洗、防銹生產(chǎn)線的工藝狀況和庫(kù)存飛輪殼產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)多數(shù)飛輪殼產(chǎn)品出現(xiàn)銹蝕的部位均出現(xiàn)在機(jī)加工面（注：飛輪殼產(chǎn)品非機(jī)加工面涂覆了防護(hù)油漆），飛輪殼外表面的銹蝕多于內(nèi)表面，銹蝕以點(diǎn)蝕為主，呈不規(guī)則分布，且銹蝕表面能觸摸到油膜。

客戶使用的清洗設(shè)備型號(hào)為某QXLT600清洗機(jī)，具體清洗防銹生產(chǎn)線工藝流程為：噴淋清洗（1道清洗）→高壓氣槍人工定點(diǎn)吹掃→高溫烘干（90～110 ℃）→涂油（涂油機(jī)噴涂或人工刷涂）→PE塑料膜封存包裝后儲(chǔ)運(yùn)。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工藝排查，初步判斷涂油飛輪殼產(chǎn)品出現(xiàn)銹蝕問題的原因如下：

◇清洗液殘留。該清洗產(chǎn)線只有1道清洗（無漂洗工序），經(jīng)清洗后用高壓氣槍吹掃去除表面的清洗液，操作工從上到下只吹掃一次（吹掃主要集中在螺絲孔，機(jī)加工面其它部分很少吹掃），在吹掃過程中由于清洗液的飛濺，機(jī)加工面上還有少量清洗液殘留（鑄鐵材質(zhì)的飛輪殼，殘液主要集中在機(jī)加工面疏松的空隙中），這些殘留的清洗劑很難通過較短時(shí)間的烘干處理后被完全去除，由此造成涂覆防銹油的飛輪殼產(chǎn)品表面形成“油包液”的現(xiàn)象，從而引起銹蝕。

◇“凝露”現(xiàn)象。飛輪殼產(chǎn)品經(jīng)烘干工藝后，尤其是在空氣濕度更高、環(huán)境溫差變化更大的清洗生產(chǎn)線附近，烘干后的飛輪殼產(chǎn)品在冷卻過程中可能會(huì)產(chǎn)生“凝露”現(xiàn)象，若飛輪殼產(chǎn)品表面“凝露”未被完全干透即噴涂防銹油，凝露水分有可能被防銹油包裹在工件表面，包裹在防銹油中的水分間接導(dǎo)致工件銹蝕。

根據(jù)以上分析結(jié)果，提出工藝流程改進(jìn)建議如下：

◇高壓氣槍人工吹掃操作要規(guī)范，尤其是工件孔洞部位的吹掃（同時(shí)建議壓縮空氣機(jī)加裝油水分離器，以去除壓縮空氣中的水分）；

在樣品預(yù)濺射過程(1.3.2)激發(fā)掉可能存在污染物或氧化物的表面，待測(cè)元素同位素質(zhì)譜峰強(qiáng)度趨于穩(wěn)定后即可正式采集分析數(shù)據(jù)，一般每個(gè)激發(fā)點(diǎn)采集3到4組分析數(shù)據(jù)，同一樣品選取對(duì)稱的2到3個(gè)位置進(jìn)行激發(fā)，收集全部數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，即為待測(cè)雜質(zhì)元素濃度。

◇氣槍吹掃后的飛輪殼產(chǎn)品可再用干燥、干凈抹布進(jìn)行重點(diǎn)擦拭；

◇噴涂防銹油要防止漏涂、漏刷，尤其是滾輪和飛輪殼接觸部位；

◇飛輪殼產(chǎn)品涂覆防銹油及封存包裝，涂油工件盡可能接近常溫，即15～30 ℃；

◇建議在現(xiàn)有清洗防銹流程的基礎(chǔ)上優(yōu)化增加漂洗和脫水防銹工藝，如圖2所示。

圖2 清洗防銹操作工藝作業(yè)示意（優(yōu)化建議方案）

案例處置結(jié)果

后續(xù)該客戶已按長(zhǎng)城所提供的清洗防銹工藝優(yōu)化改進(jìn)方案驗(yàn)證生產(chǎn)的飛輪殼產(chǎn)品封存防護(hù)效果。經(jīng)半年多實(shí)際應(yīng)用考察，該客戶反饋使用長(zhǎng)城防銹油的飛輪殼產(chǎn)品經(jīng)出口海運(yùn)和中長(zhǎng)期倉(cāng)儲(chǔ)后均無產(chǎn)品銹蝕現(xiàn)象發(fā)生。

案例3：雕刻刀工件（白鋼材質(zhì)）出現(xiàn)局部點(diǎn)狀銹蝕

2021年7月中旬，某機(jī)械制造有限公司反饋其生產(chǎn)的白鋼材質(zhì)雕刻刀工件，涂覆長(zhǎng)城防銹油10多天后的工件表面出現(xiàn)局部點(diǎn)狀銹蝕?？蛻舴答伔冷P油防護(hù)效果不佳，造成其部分雕刻刀工件產(chǎn)品表面封存防銹失效。

油品分析

對(duì)原包裝桶及油槽中的長(zhǎng)城防銹油分別進(jìn)行取樣檢測(cè)，分析檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 原包裝桶及在用的長(zhǎng)城防銹油樣品主要質(zhì)量指標(biāo)分析檢測(cè)結(jié)果

由表2可以看出，化驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)品合格，說明防銹油不存在產(chǎn)品質(zhì)量問題。

問題分析及解決方案

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研了解了該客戶機(jī)加工及使用防銹油的防護(hù)工藝情況：白鋼材質(zhì)的雕刻刀工件→3%～5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))濃度磨削液機(jī)加工→抹布簡(jiǎn)單擦拭去除工件表面殘留磨削液處理→兩頭蘸取涂覆防銹油（約3～5 s）封存防護(hù)→疊加放到塑料筐中，蓋上防塵布室內(nèi)存放。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，分析該客戶生產(chǎn)的工件封存防銹工藝存在的缺陷如下：

◇經(jīng)前道磨削液機(jī)加工后白鋼材質(zhì)的雕刻刀工件，用抹布簡(jiǎn)單擦拭去除工件表面殘留磨削液后未充分瀝干，導(dǎo)致金屬工件材質(zhì)結(jié)構(gòu)表面孔隙內(nèi)部有殘留磨削液等水分未被完全去除干凈，再涂覆防銹油之后工件表面形成“油包水”現(xiàn)象造成封存防銹失效；

◇金屬工件兩頭蘸取涂覆防銹油時(shí)間約3～5 s，如此短暫的防銹涂覆方式不利于在金屬工件表面通過防銹添加劑滲透方式形成具有一定附著力的防護(hù)油膜，可能將間接導(dǎo)致防銹油的防護(hù)性能下降；

一般每年 6～9月，加工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域持續(xù)處于高溫高濕氣候，這種特殊氣候環(huán)境對(duì)金屬工件本身選用的防銹油規(guī)格檔次、防銹工藝、防護(hù)包裝均提出更苛刻的性能要求，而目前客戶選用的防銹油只是工序間防銹油產(chǎn)品，對(duì)于夏季高溫高濕的環(huán)境，更需要選用防銹周期更長(zhǎng)的防銹油產(chǎn)品與之匹配，以確保金屬工件的最終整體封存防銹效果。

案例處置結(jié)果

針對(duì)客戶現(xiàn)場(chǎng)防銹工藝情況，技術(shù)支持服務(wù)人員將防銹油正確操作要求、使用條件說明、操作維護(hù)規(guī)范等信息，與客戶進(jìn)行了宣導(dǎo)和溝通。目前客戶已按照長(zhǎng)城技術(shù)支持服務(wù)人員提出的封存防銹工藝改進(jìn)建議落實(shí)完善相關(guān)防護(hù)工藝流程，并在每年的6～9月的高溫高濕條件下，在加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)防銹油應(yīng)用操作規(guī)范管理的同時(shí)，再選用更高質(zhì)量檔次的防銹油產(chǎn)品，目前客戶反饋長(zhǎng)城防銹油可滿足金屬工件的封存防護(hù)應(yīng)用需求。

結(jié)束語(yǔ)

金屬加工液產(chǎn)品的作用發(fā)揮，不僅與產(chǎn)品選擇是否正確有關(guān)，且與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工藝、技術(shù)參數(shù)和操作維護(hù)是否恰當(dāng)密切相關(guān)。在金屬加工液產(chǎn)品的推廣應(yīng)用過程中，技術(shù)支持和營(yíng)銷人員應(yīng)主動(dòng)深入市場(chǎng)，具體了解其生產(chǎn)工藝對(duì)油品的相關(guān)性能要求，以真正有的放矢地做好售前選型推薦、售中應(yīng)用跟蹤、售后指導(dǎo)響應(yīng)服務(wù)等技術(shù)支持服務(wù)工作，確?？蛻粢?guī)范、放心使用。