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水溶性切削液的配制和管理  

2014-07-10 22:25:47|  分类: 润滑油 |  标签: |举报 |字号 订阅

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A. 切削液的要求
切削液最重要的功能是切削工件时减小被切削材料和刀具间的摩擦,并散热及排屑。水溶性切
削液要求有良好的乳化性、防锈性、低泡沫、抗菌性等。满足机加工共性的要求和特殊的要求,均
可以通过添加功能添加剂和调整配方体系来实现。
B. 水溶性切削液的配制
请遵守下述的配制程序,配制乳化液必须将浓缩液加入水中,这样会形成理想的水包油乳化液。
不能相反。否则将结块和形成胶体。情况最严重的是配制的工作液无法使用。全合成溶液通常不需
特殊的配制程序,无论是浓缩液加入水中还是水加入浓缩液中都可以。
水溶性切削液的配制和管理 - ESTER - 聊城瑞捷化学博客 13963535679
 
水质:
制造金属加工液混合液的水的硬度在80~125 ppm 较为理想。如果水的总硬度低于100 ppm,
就称为软水;如果水的总硬度超过200 ppm,就称为硬水。用软水制成的混合液有起泡的可能性,
软水可采用醋酸钙来调整。硬水会引起润滑系统的变坏,使机床、中央系统过滤器或液槽中产生浮
垢。氯化物和硫酸盐含量较高可引起锈蚀问题。硫酸盐含量较高本身也会产生腐臭。
在使用金属加工液混合液时,溶解的矿物质含量会因水的蒸发和新液补充而增加。过了一段时
间,氯化物和硫酸盐离子就会集聚起来,硬度问题会从使用不那么硬的水而发展到逐步显现。
如有必要,配制之前应先处理配制用水(过滤,软化,去除矿物质,硬化,细菌净化等)。切削
液用水应是清洁和中性的(PH 值为7 左右)。河水和井水必须经过检测方可使用,如有必要,对使
用水先进行处理,以消除水中微生物对切削液的污染。
配制
应当:
? 任何时候都尽可能使用混配装置来进行混合与配制加工液。
? 在手动混配时必须是向水中注入浓缩液。
? 如欲提高加工液的浓度,在贮液罐适合良好混合处直接添加浓缩液。
? 测量浓度之前对加工液进行彻底的混匀。
? 使用折光仪、或是化学滴定法测试加工液的浓度。
不可:
? 在液槽中注入浓缩液,并向浓缩液中注水。
? 向容量 5 加仑的桶中或预配槽中注入浓缩液,并向浓缩液中注水。
? 在加工液贮液罐中混入未知的浓缩液。
? 用目测或大体感知的方法来控制浓度。
? 使用温度低于 50°F (10°C)的水(这是因为许多乳化液在低温下都不稳定)。
? 在机床的工作区灌入浓缩液,然后打开喷嘴对浓缩液进行混配。
C. 切削液的存放
● 切削液是熵不稳定物,所以水溶性切削液通常存储期6‐12 个月。水溶性切削液应存放在5℃-40℃
的环境中。如果存放环境温度低于0℃以下,使用前应搅拌并预热。
● 如果在室外存放,应将油桶水平放置。
● 存放切削液的容器应为干净密封好,并只能用于存放一个级别切削液。不要使用内壁镀锌的桶,
因为可能会析出锌皂,从而影响产品的质量。
● 如果浓缩液储存在罐中(如集中供液系统的浓缩液自动供液罐),我们建议每年检测一次微生物
含量。如检测显示有菌,则表明浓缩液被污染了,应采用相应的杀菌剂对储存罐及其连接管路
进行杀菌消毒。
D.切削液的监控
切削液是复杂的溶液体系,在机加工过程中不断地被搅拌、剪切、冲刷,设备漏油、杂质、细
菌侵入、金属离子的氧化均对切削液的稳定带来巨大的挑战。对于切削液的持续监控和管理是切削
液处于最佳状态、寿命更长的关键所在。固体和液体杂质例如切屑、磨损残渣和杂油应采用不同的
离心分离机或过滤器去除,干净的切削液能更好的发挥其效能,减少废料。
对水溶性切削液,不应仅限于对溶液外观和气味的监测。复杂的检测必须由专业人员来完成。
比如浓度的检测须在48 小时之内对在线取得的工作液样品进行分析检测,以此校正使用浓度。
E.水溶性切削液
1. 单机供液系统
性能 检测方法
气味,外观 光学传感器测试
PH 值 电极法,DIN51369,PH 试纸
浓度 手持折光镜
亚硝酸盐含量,最大20ppm 检验工具箱,光度计
硝酸盐含量,最大50ppm 检验工具箱,光度计
细菌污染(真菌和酵母菌) 测菌片法或细菌培养
对于单机供液系统,每周进行一次(测菌片,每月一次或者细菌培养箱每半月一次),将检测结
记录在机床卡片上。
2. 集中供液系统
单机系统的检测内容和检测频率在集中供液系统同样适用。而且为必检项目。以下项目只在需
要时检测。
性能 检测方法
未乳化杂油 标准检验,DIN51367
固体杂质 过滤办法,DIN51593
电解质含量 电导率测量
氯化物含量 滴定法
防锈性 铸铁屑法,DIN51360‐T2
乳化液和合成液中的亚硝酸盐和硝酸盐含量分别不能超过20 毫克/升或50 毫克/升。如果超标,
必须全部或部分更换水溶性切削液,因为这些亚硝胺类物质(亚硝酸盐和硝酸盐)与二乙醇胺结合
可能会形成致癌物质N‐亚硝基二乙醇胺。
F.切削液的维护
切削液的维护是指通过采取一些措施适来当地延长切削液的寿命。良好的维护将提高切削性能
并减少废品。除此之外,维护量好的切削液也可减少工人负担。
水溶性切削液是微生物如细菌、酵母菌和真菌的天然培育场所,这意味着这些乳化液必须经常
进行检测。
1、撇除外来的油污。
使用过滤器或离心分离机有效地去除固体杂质和液体杂油,通过对密封和润滑系统的适当维护把
油污进入系统的可能性降低到最低限度。如果有过多的油污泄漏到该系统中的话,金属加工液的性
能就会下降。润滑油和液压油中含有细菌生长的养料。它们也会影响加工液发挥作用,隔绝空气,
因此为产生气味的细菌的生长提供了理想的条件。如果允许它们聚集的话,外来的油污会引起烟雾,
并增加机床区域周围的残留物。像撇油器、凝聚过滤器、撇油轮或离心机等除油器件可以用来防止
油污的聚积。
2、控制浓度
将浓度维护在规定的范围内也非常重要,因为不足的浓度会促进微生物的繁殖、降低加工效果
及加速机床设备和工件产生锈蚀等问题。另一方面,过高的浓度也会导致产生泡沫、从而导致乳化
液组分质量下降,也降低了冷却性并因此降低了加工效果。
3、检测PH 值
水溶性切削液的一个至关重要的参数是PH 值。大多数金属加工液的pH 值都在8.8~9.2 之间。
如果混合液的pH 值太低的话,就会影响到金属加工液混合液的各个方面,例如腐臭的控制、金属锈
蚀的控制和混合液的稳定性问题等。如果混合液的pH 值太高的话,也会影响到金属加工液混合液的
各个方面,例如皮肤接受性、油漆安定和有色金属的腐蚀控制问题等。
依使用的时间长短不同,乳化液的PH 值会上升或下降。PH 值的上升通常是由于设备或系统中
清洗剂的混入,PH 值下降通常是由于细菌的滋生。细菌滋生会引起设备和工件的锈蚀,产生难闻的
气味并使乳化液不稳定。可使用测菌片来测定微生物(细菌、酵母菌、真菌)的污染程度。如果每
毫升液体中微生物超过一百万个细菌、酵母菌或真菌,应紧急联络你的切削液供应商讨论杀菌处理。
水中的盐如氯化物或硫酸盐也会造成乳化液不稳定。过硬的水(>400ppmCaco3,即25°d)会导致
析皂。同样地,太软的水(<175PPmCaCo3,即10°d),会产生大量的泡沫,这种水须人工调硬。
高温也是乳化液不稳定的因素。大量的水蒸发,将造成盐的高度聚集(电解质)并最终导致乳化液
分解。补救措施包括部分更换乳化液或添加一些完全去离子水。
大气中的氧气会抑制工作液的厌氧菌的生长,厌氧菌会发出难闻的气味。通过保持金属加工液
混合液的循环来对它进行充气,防止厌氧细菌的生长。许多中央系统即使在生产线不运转时仍继续
保持循环,或者使用定时器设定时间在非工作时间对加工液进行短时间的循环。在单机系统中,可
以使用一根空气软管来给工作液充氧。
浮油会阻隔氧气进入到金属加工液中,因此,要减少机床漏油,要使用撇油设备或离心设备将
漏油去除掉。
校正维护
问题 修正措施
液位过低 添加预配制的切削液,检查潜在的蒸发,检查泄漏
微生物含量每毫升大于10 个(难闻气味) 添加预配制的切削液和杀菌剂,调整PH 值碱性或
中性值
真菌或酵母菌攻击 添加杀菌剂,用测菌片检测
G.切削液的更换
即使切削液得到更加的维护,切削液仍需要更换。新液的寿命依赖于冷却液系统的清洁程度和
消毒效果,尤其是水溶性切削液。如果切削液的特性指标即使经校正也无法恢复,则应该予以更换。
切削液换液前的系统或设备的清洗一直是很重要的。
当水溶性切削液使用到下列情况时,应更换:
&#9679;切削液产生难闻气味 &#9679;切削液变得不稳定
&#9679;胶质化 &#9679;切削液性能下降
&#9679;机床设备上聚集大量沉淀物 &#9679;过多的固体和液体杂质
&#9679;液面上漂浮厚厚的泡沫 &#9679;刀具寿命下降
&#9679;PH 升高或降低 &#9679;微生物大量繁殖
&#9679;电解质水平提高 &#9679;切削液循环管路阻塞
&#9679;水太硬了 &#9679;过滤性能恶化
&#9679;如果形成皂 &#9679;工件表面质量恶化
&#9679;切削液变稠
水溶性切削液的更换,废液排放前必须加入系统清洗剂进行系统清洗,这将确保管道中的细菌、
酵母菌和真菌被除去。系统清洗的标准程序如下:
停工期间的清洗程序:
1. 排空整个中央槽系统或单机的储槽。
2. 去除储槽、回液沟、油盘、过滤装置中所有金属细屑和其他杂质。
3. 将水注入系统或储液罐中,让足够水在所有的管线和机床中有效循环。
4. 以 1&#8758;50 或更高浓度加入系统清洗剂CLEAN 41,循环2~8 小时。在此期间,清刷所有
的沟槽和过滤器配件,并擦洗机床和油盘。
5. 当物理清洗结束时,排尽系统中的 CLEAN 41 混合物。
6. 再加入足够的清水,让它在系统和储液罐间循环,以去除清洗剂和金属碎屑等所有残
留物。排尽所有的管线和集油槽。如果冲洗后水很脏,需要再冲洗一次。机床不循环,以免生
锈。
7. 给中央槽系统或单机储槽注入所需量的水。
8. 按建议浓度加入 RHOXON 产品。
9. 在开始生产之前循环整个系统以确保混合适当。对于精密磨床来说,新加工液温度要
调整到室温温度。否则,首班生产时可能会遇到尺寸和精度问题。
10. 如果不能按标准程序系统清洗。可以尝试把多步骤清洗程序合并成一个程序(停工或
生产期间),以达到良好的清洗效果。
替代方法见如下:
1、在停工期间用使用过的加工液
生产停止后,在单机储槽或中央槽系统中,每100 升脏的加工液加入2 升的CLEAN 41。将
此混合液在所有的管线和机床刀具系统中循环4 小时以上。排尽后冲洗,再重新注入新鲜
的RHOXON 混合液。
2、在生产期间用使用过的加工液
在生产期间,单床储槽或中央槽系统里每100 升脏的加工液加入2 升的CLEAN 41。将此混
合液在所有的管线和机床刀具系统中循环4~8 小时。排尽后冲洗,再重新注入新鲜的
RHOXON 混合液。
H.切削液的处理
处理废切削液时应遵守当地的规定。选择良好品质的切削液和进行良好的日常维护管理,是延
长切削液使用寿命,减少废液处理量的最佳方案。
对工厂处置而言,主要的选择方案就是合约托走服务或者下水道处理。使用过的金属加工液含
有油、细屑、金属、细菌等污染物。这些金属加工液在处置之前需要进行处理以满足地方下水道的
排放标准,这些标准必须符合地方、州和联邦法律(或当地国家法律)。
以下是美国污水处理允许排放的标准值:
参数 排放极限值
COD(化学耗氧量) 500 ppm
TSS(总悬浮固体量) 250 ppm(最大)
pH 值 6.0-9.0
油和脂 10-100 ppm(最大)
金属 。。
其它无机物 。。
I.切削液的使用操作
加工过程中切削液的功能是达到最小的刀具磨损,最佳的加工性能和提高工件的质量。大多数
情况下,机械操作人员不可避免要接触切削液。毫无疑问,皮肤学测试表明切削液会引起皮肤刺激:
另外,支气管的通道和粘膜也可能受到影响。过敏是一个主要问题。因此很有必要采取相关的保护
措施是切削液对人和环境的危害减到最小。因此需采取如下相关的防范措施:
&#9679;避免接触切削液 &#9679;只使用PH 为中性的肥皂
&#9679;穿防油保护衣服 &#9679;不要在切削液里洗有油污的手
&#9679;戴防护眼镜 &#9679;用软纸巾把手擦洗干净
&#9679;密闭机床设备 &#9679;更换脏衣服
&#9679;车间保证足够的通风 &#9679;不要用脏抹布擦手
&#9679;安装油雾和油蒸汽的抽出设备 &#9679;安全指示应放在需要用的位置
&#9679;提供皮肤保护建议 &#9679;使用不含亚硝酸盐、氯和二乙醇胺的切削液
&#9679;每天在手和胳膊上重复使用防护膏。 &#9679;遵守安全操作流程
&#9679;使用纯油性切削油时,采用水溶性防膏; &#9679;加工镁及镁合金时注意火灾危险
&#9679;使用水溶性切削液时,采用油溶性防护膏 &#9679;在污染或油地板上使用适当的表面涂层(粒状)
&#9679;不要使用含研磨剂的洗手液
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