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一、切削液分類
切削液（cutting fluid,coolant）是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來冷卻和潤(rùn)滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配合而成，同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤(rùn)滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點(diǎn)。克服了傳統(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病，對(duì)車床漆也無不良影響，適用于黑色金屬的切削及磨加工，屬當(dāng)前最領(lǐng)先的磨削產(chǎn)品。切削液各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點(diǎn)，并且具備無毒、無味、對(duì)人體無侵蝕、對(duì)設(shè)備不腐蝕、對(duì)環(huán)境不污染等特點(diǎn)。
1、分類
水基的切削液可分為乳化液、半合成切削液和全合成切削液。
乳化液、半合成以及全合成的分類通常取決于產(chǎn)品中基礎(chǔ)油的類別：乳化液是僅以礦物油作為基礎(chǔ)油的水溶性切削液；半合成切削液是既含有礦物油又含有化學(xué)合成基礎(chǔ)油的水溶性切削液；全合成切削液則是僅使用化學(xué)合成基礎(chǔ)油（即不含礦物油）的水溶性切削液。
每一種類型的切削液都會(huì)含有除基礎(chǔ)油以外的各種添加劑：防銹劑、有色金屬腐蝕鈍化劑、消泡劑等。
有些廠家會(huì)有微乳液的分類；通常認(rèn)為是介于乳化液和半合成切削液之間的類別。
乳化液的稀釋液在外觀上呈乳白色；半合成液的稀釋液通常呈半透明狀，也有一些產(chǎn)品偏乳白色；全合成液的稀釋液通常完全透明如水或略帶某種顏色。
2、配方體系
切削液配方主要成分包含
主要成分有：乙二醇、四硼酸鈉、偏硅酸鈉、磷酸鈉。
乙二醇：乙二醇乙二醇又名“甘醇”、“1,2-亞乙基二醇”，簡(jiǎn)稱EG?；瘜W(xué)式為(HOCH2)?，是最簡(jiǎn)單的二元醇。乙二醇是無色無臭、有甜味液體，對(duì)動(dòng)物有毒性，人類致死劑量約為1.6g/kg。乙二醇能與水、丙酮互溶，但在醚類中溶解度較小。用作溶劑、防凍劑以及合成滌綸的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇（PEG）是一種相轉(zhuǎn)移催化劑，也用于細(xì)胞融合；其硝酸酯是一種炸藥。
四硼酸鈉：四硼酸鈉，或稱硼砂，分子式Na2B4O7?10H2O，是非常重要的含硼礦物及硼化合物。通常為含有無色晶體的白色粉末，易溶于水。硼砂有廣泛的用途，可用作清潔劑、化妝品、殺蟲劑，也可用于配置緩沖溶液和制取其他硼化合物等。硼砂常指四硼酸鈉的十水合物，即Na2B4O7.10H2O，但市售硼砂往往已經(jīng)部分風(fēng)化。
偏硅酸鈉：偏硅酸鈉是普通泡化堿與燒堿水熱反應(yīng)而制得的低分子晶體，商品有無水、五水和九水合物，其中九水合物只有我國(guó)市場(chǎng)上存在，因其熔點(diǎn)只有42℃，貯存時(shí)很容易變?yōu)橐后w或膏狀，正逐步被淘汰，但由于一些用戶習(xí)慣和一些領(lǐng)域?qū)Y(jié)晶水不是很在意，九水偏硅酸鈉還是有一定市場(chǎng)。
磷酸鈉：磷酸鈉（化學(xué)式：Na3PO4）為磷酸鹽，是一種無機(jī)化合物。一般磷酸鈉指的是十二水合磷酸鈉(Na3PO4?12H2O)。十二水合磷酸鈉在干燥空氣中風(fēng)化，且將其加熱至100°C時(shí)，會(huì)失去結(jié)晶水而成為無水物。
乳化切削油配方主要成分包含
主要成分有：石油磺酸鈉、聚氧乙烯烷基酚醚、氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛、三乙醇胺油酸皂、高速機(jī)械油、妥爾油酸鈉鹽、石油酸鈉鹽、合成脂肪酸、聚乙二醇、工業(yè)機(jī)械油。
石油磺酸鈉：別稱：烷基磺酸鈉、T702防銹劑、石油磺酸鈉T702；分子式：R-SO3Na(R=C14～C18烷基)；結(jié)構(gòu)式為：RSO3Na、其中R為平均14～18個(gè)碳原子的直鏈脂肪族烷基；溶解性：溶于水而成半透明液體，對(duì)酸堿和硬水都比較穩(wěn)定；
氯化石蠟：氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物，具有低揮發(fā)性、阻燃、電絕緣性良好、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，可用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑。廣泛用于生產(chǎn)電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制品。以及應(yīng)用于涂料、潤(rùn)滑油等的添加劑。
環(huán)烷酸鉛：制備方法由環(huán)烷酸鈉與乙酸鉛復(fù)分解置換而得。先將環(huán)烷酸加水升溫至90-100℃，再緩緩加入30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行皂化，至溶液透明，得環(huán)烷酸鈉，再用乙酸鉛復(fù)分解置換得粗品，經(jīng)水洗滌，加熱脫水得成品環(huán)烷酸鉛。
三乙醇胺油酸皂：油酸皂對(duì)動(dòng)植物油、礦物油、機(jī)油、石臘、潤(rùn)滑油等具有良好的清洗能力，并具有很好的防銹能力。金屬切削液中可作清洗部分，同時(shí)具有良好的潤(rùn)滑性能、黑色金屬的防腐性，并有很好的冷卻和防銹功能，用于鋼、鐵、鋁、合金鋼、低合金鋼、鐘表元件等金屬加工半成品清洗劑,有防銹作用。在一般工業(yè)作為乳化劑，對(duì)礦物油、植物油、蠟垢有較好的乳化性能。
高速機(jī)械油：高速機(jī)械油又稱高速錠子油。輕質(zhì)機(jī)械油的一種。粘度較低的潤(rùn)滑油。由石油餾分經(jīng)硫酸精制或溶劑精制并加入抗氧劑而得。要求潤(rùn)滑性能好，對(duì)機(jī)械零件磨損??；穩(wěn)定性好，長(zhǎng)期使用不易變質(zhì)；顏色淺，不污染紗布。主要用于轉(zhuǎn)速高、負(fù)荷輕的紡織機(jī)械摩擦部分，如細(xì)紡機(jī)、捻線機(jī)、粗紡機(jī)、針織機(jī)的止推軸承，也適用于其他高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷的機(jī)械及一些自動(dòng)控制儀表的潤(rùn)滑。主要質(zhì)量指標(biāo)是粘度、閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)等。
合成脂肪酸：合成脂肪酸是以石油產(chǎn)品經(jīng)化學(xué)合成方法制得的脂肪酸。用作制皂的原料。其碳數(shù)為10～18，碳數(shù)較低的部分用于其他工業(yè)。石蠟氧化法生產(chǎn)合成脂肪酸的原料為C21～28，餾程為350～420℃的正構(gòu)烷烴(俗稱石蠟)，也有用餾程為320～450℃的正構(gòu)烷烴。生產(chǎn)工藝流程如圖所示。無圖
聚乙二醇：無毒、無刺激性，具有良好的水溶性，并與許多有機(jī)物組份有良好的相溶性。它們具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、保濕性、分散性、粘接劑、抗靜電劑及柔軟劑等，在化妝品、制藥、化纖、橡膠、塑料、造紙、油漆、電鍍、農(nóng)藥、金屬加工及食品加工等行業(yè)中均有著極為廣泛的應(yīng)用。
防銹極壓乳化油配方主要成分包含
主要成分有：氯化石蠟、硫化油酸、石油磺酸鋇、油酸、三乙醇胺、機(jī)械油。
氯化石蠟：氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物，具有低揮發(fā)性、阻燃、電絕緣性良好、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，可用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑。廣泛用于生產(chǎn)電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制品。以及應(yīng)用于涂料、潤(rùn)滑油等的添加劑。將計(jì)量的液體石蠟加入反應(yīng)釜中，在攪拌下滴加氯化亞砜，回流5～7h后，常壓回收過量的氯化亞砜。用水、NaOH水溶液依次洗滌減壓脫水至含水量小于2%，出料為成品。
石油磺酸鋇：石油磺酸鋇是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的緩蝕劑。根據(jù)不同的使用條件一般添加量在1-10%。它具有優(yōu)良的抗潮濕、抗鹽霧、抗鹽水和水置換性能，對(duì)多種金屬具有優(yōu)良的防銹性能。適用于防銹油脂中作防銹劑，如配制置換型防銹油、工序間防銹油、封存用油和潤(rùn)滑防銹兩用油及防銹脂。石油磺酸鋇的靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)情況較好，對(duì)鋼、黃銅、紫銅、鋁合金、鋅等多種金屬無腐蝕作用。
油酸：油酸是一種單不飽和Omega-9脂肪酸，存在于動(dòng)植物體內(nèi)?；瘜W(xué)式C18H34O2(或CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH)。將油酸加氫加成得到硬脂酸。油酸的雙鍵反式異構(gòu)體稱為反油酸。作為化學(xué)試劑、用作色譜對(duì)比樣品及用于生化研究，核定鈣、氨、銅，測(cè)定鎂、硫等。
三乙醇胺：精制方法：工業(yè)品的三乙醇胺含量在80%以上，其余含有1.0%以下的水，2.5%以下的乙醇胺和15%的二乙醇胺以及少量的聚乙二醇等雜質(zhì)。精制時(shí)用水蒸氣蒸餾除去乙醇胺，加入氫氧化鈉使三乙醇胺成堿金屬鹽而析出，分離后中和，再進(jìn)行減壓蒸餾得純品。
機(jī)械油：石油潤(rùn)滑油餾分經(jīng)脫蠟、溶劑精制及白土處理而得的一般質(zhì)量的潤(rùn)滑油。通常只加抗氧化添加劑。機(jī)械油分為高速機(jī)械油和普通機(jī)械油，分別用于紡織機(jī)械錠子、普通機(jī)床等一般機(jī)械的潤(rùn)滑，按50℃運(yùn)動(dòng)粘度分牌號(hào)。在現(xiàn)有的潤(rùn)滑劑的分類中已取消“機(jī)械油”的分類，可以參照L-AN類的特點(diǎn)選用需要的潤(rùn)滑油。
二、.切削液的凈化裝置
在切削液使用過程中，由于混入細(xì)切屑、磨屑、砂輪末和灰塵等雜質(zhì)，嚴(yán)重影響工件表面粗糙度，降低刀具和砂輪的使用壽命，并使機(jī)床和循環(huán)泵的磨損加快。此外，由于機(jī)床漏油，使?jié)櫥吐淙胨邢饕褐?，使乳化液產(chǎn)生乳油，合成液中的表面活性劑與潤(rùn)滑油作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槿榛?，改變了水基切削液的質(zhì)量，導(dǎo)致冷卻性能下降和縮短使用周期。所以在使用切削液時(shí)，必須隨時(shí)清除雜質(zhì)和浮油，才能保證冷卻液循環(huán)使用的質(zhì)量。
?。?）沉淀、分離裝置：
1）沉淀箱，2）旋風(fēng)式分離器，3）磁性分離器，4）漂浮分離器，5）離心式分離器，6）靜電分離器；
?。?）介質(zhì)過濾裝置：介質(zhì)過濾就是以多孔性物質(zhì)作過濾介質(zhì)，將切（磨）削液中磨屑、切屑、砂輪末和其他雜質(zhì)污物分離出來。
過濾介質(zhì)有兩種：
1）經(jīng)久耐用的，有鋼絲、不銹鋼絲等編織的網(wǎng)，尼龍合成纖維編織的平紋或斜紋的濾布。這些過濾介質(zhì)，在篩孔堵塞時(shí)均能清洗，其過濾精度取決于篩孔直徑的大小，在堆積一定量切屑時(shí)，其過濾精度會(huì)更高。其他過濾介質(zhì)如油毛氈、玻璃纖維結(jié)合的壓縮材料，其過濾精度可達(dá)數(shù)微米。
2）一次性的，即用后就報(bào)廢的過濾介質(zhì)，有過濾紙、毛氈或紗布等，其過濾精度可達(dá)20um－5um左右。其他還有硅藻土、活性土等涂層過濾介質(zhì)，其過濾精度可達(dá)2um－1um，不過有時(shí)會(huì)把極壓添加劑和其他一些添加劑過濾掉。
過濾裝置分為重力、真空和加壓三種。
三、切削液的廢液處理
1、油基切削液的廢液處理：油基切削液一般不會(huì)發(fā)臭變質(zhì)，其更換切削液的原因主要是由于切削液的化學(xué)變化、切屑混入量增大、機(jī)床乳化油的大量漏入及水的混入等原因，對(duì)此可采取如下措施：
1）改善油基切削液的凈化裝置；
2）定期清理油基切削液的切屑；
3）通過檢修機(jī)床防止?jié)櫥吐┤耄?/span>
4）定期補(bǔ)充切削潤(rùn)滑添加劑；
5）加熱去除水分，并經(jīng)沉淀過濾后加入一些切削油潤(rùn)滑添加劑，即可恢復(fù)質(zhì)量，繼續(xù)使用。
油基切削液最終的廢油處理一般是燃燒處理。為了節(jié)省資源，也可對(duì)廢油進(jìn)行再生。
2、水基切削液的廢液處理，水基切削液的廢液處理可分為物理處理、化學(xué)處理、生物處理、燃燒處理四大類。
1）物理處理，其目的是使廢液中的懸濁物（指粒子直徑在10um以上的切屑、磨屑粉末、油粒子等）與水溶液分離。其方式有下述三種：利用懸濁物與水的密度差的降解分離及浮游分離，利用濾材的過濾分離，利用離心裝置的離心分離。
2）化學(xué)處理，其目的是對(duì)在物理中未被分離的微細(xì)懸濁粒子或膠體狀粒子（粒子直徑為0.001-10um的物質(zhì)）進(jìn)行處理或?qū)U液中的有害成分用化學(xué)處理使之變無害物質(zhì)，有下述四種方法：使用無機(jī)系凝聚劑（聚氯化鋁、硫酸鋁土等）或有機(jī)系凝聚劑（聚丙烯酰胺）等促進(jìn)微細(xì)粒子、膠體粒子之類的物質(zhì)凝聚的凝聚法；利用氧、臭氧之類的氧化劑或電分解氧化還原反應(yīng)處理廢液中含有害成分的氧化還原法；利用活性碳之類的活性固體使廢液中的有害成分被吸附在固體表面而達(dá)到處理目的的吸附法；利用離子交換樹脂使廢液中的離子系有害成分進(jìn)行離子交換而達(dá)到處理目的的離子交換法。
3）生物處理，生物處理的目的是對(duì)物理、化學(xué)處理都很難除去的廢液中的有機(jī)物（例如有機(jī)胺、非離子系活性劑、多元醇）進(jìn)行處理，其代表性的方法有加菌淤渣法和散水濾床法。加菌淤渣法是將加菌淤渣（微生物增殖體）與廢液混合進(jìn)行通氣，利用微生物分解處理廢液中的有害物質(zhì)（有機(jī)物）。散水濾床法是當(dāng)廢液流過被微生物覆蓋的濾材充填床（濾床）的表面時(shí)，利用微生物分解處理廢液中的有機(jī)物。
4）燃燒處理，有直接燃燒法和將廢液蒸發(fā)濃縮以后再進(jìn)行燃燒處理的“蒸發(fā)濃縮法”。
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