新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液试验与应用

郝陶雪，赵 强

（1.中航工业哈尔滨轴承有限公司 研发中心，哈尔滨 150036；2.中航工业哈尔滨轴承有限公司 质量保证部，哈尔滨150036）

1 前言

金属加工切削液是金属切削加工过程中的一种必不可少的润滑、冷却液体，它一般分为油基型和水基型。水基型切削液又分为可溶性油切削液（乳化型切削液）、半合成切削液（微乳型切削液）和合成切削液。轴承磨加工工序长期以来一直使用水基型切削液。

长期以来，我厂磨加工工序一直使用乳化油膏、碳酸钠、亚硝酸钠配制的乳化型切削液。这种切削液在生产中存在以下缺点：它的乳化安定性不好，在调配和使用过程中由于无机盐的含量较高，易造成该冷却液的油水分层，影响它的润滑冷却性能，产生烧伤降低产品加工质量；该冷却液使用寿命短，易变质发霉，需要经常更换，且对人体和环境也有一定的危害。

针对以上情况，我们分析研究了轴承磨加工工序所用的切削液，并选出新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液进行试验。它具有优良的冷却、防锈、清洗、润滑性能，它的使用周期长、成本低、配制简便，它还具有良好的储存稳定性、抗菌防腐性以及抗硬水能力，对人体和环境无害，便于回收、排放。

我们针对这两种不同类型的切削液进行了质量理化指标比较及实际使用效果比较。

2 切削液作用机理

在轴承的磨加工过程中对轴承零件质量产生影响的因素有很多，切削液是其中一个很有影响条件的因素。良好的切削液应具有润滑、冷却、防锈、清洗等方面的作用【Ⅰ】。

2.1 润滑作用

切削液的润滑作用是指它减少刀具前面与后面上摩擦的能力。由于切削液能渗透到切屑与刀具前面以及工件与刀具后面之间，并能在其中形成吸附性润滑膜，从而能减少刀具前面与后面上的摩擦与粘结。好的润滑性不但可减少切削力和切削热，而且可以提高产品的光洁度。切削液具有良好的润滑性能必须要有较好的润湿性能，以便渗透，并能在金属表面形成坚固的润滑膜。表面张力和加工面粗糙度是表面浸润性的一个指标。在四球机试验中PB值的大小直接反映切削液的润滑性能。

2.2 清洗作用

在金属切削加工过程中，经常产生一些细小的切屑、金属粉末及砂轮粒等，在加工铸铁及磨削加工时尤其严重。为了防止这些细小切屑及灰末互相粘结并粘结在工件、刀具和磨床上，从而影响加工质量、刀具耐用度和机床寿命，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现在两个方面：一方面是减少细小切屑及灰末的粘结以便清洗，另一方面是利用液流的机械清洗作用将这些细屑和灰末冲走。

2.3 冷却作用

切削加工时，切削区产生的大量切削热，它不但使刀具容易磨坏，而且容易产生局部烧伤、退火或发暗，影响产品加工质量。降低切削温度可以从两方面着手：一方面是减少摩擦，从而减少切削热的产生；另一方面是使已产生的切削热从产生的地方迅速带走。试验证明，后者是降低切削热的主要因素。

切削液的冷却作用是指它将热量从产生的地方迅速带走的能力。切削液的冷却作用决定于切削液的导热性、比热、汽化热、汽化速度、液体流量及流速等。冷却作用的好坏还与切削液的泡沫性有关，多泡沫的切削液的冷却作用要降低，必须设法消除泡沫。

2.4 防锈作用

金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏称为金属腐蚀。金属腐蚀按照腐蚀作用机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。一般常见的腐蚀是电化学腐蚀。

人们习惯上把金属在大气中由于氧、水分及其他介质作用所引起的变色和腐蚀称为“锈蚀”，其腐蚀产物统称为“锈”。良好的切削液可以有效地防止锈蚀的生成。

2.5 其它作用

良好的切削液还应该具有良好的储存稳定性、抗菌防腐性以及抗硬水等能力。

3 两种切削液的质量理化指标对比

根据GB6144-85合成切削液国家标准，对乳化油膏及新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液的浓缩物进行检定，并对乳化油膏切削液（1%左右的乳化油膏，0.5%～0.6%的亚硝酸钠，0.5%～0.6%的碳酸钠）及新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液稀释液（浓度5%）进行了各项指标检定，质量指标对比见表1。

表1 新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液与乳化油膏切削液的质量指标对比

通过以上的实验室数据，可以看出新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液的质量指标要优于乳化油膏切削液。

4 生产试验情况及使用效果对照

将两种不同类型的切削液在不同的磨床上进行生产使用。两种切削液的对比数据见表2。

表2 新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液与乳化油膏切削液的生产试验情况对比

使用新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液后，支点划伤现象减轻，粗糙度降低，润滑性能较好；无烧伤现象发生，冷却性能较好；不产生锈蚀，防锈性好且稳定；清洗性也较好，铁屑与砂轮末沉降性好，可延长砂轮的使用寿命，降低成本；不刺激皮肤；溶液使用寿命长（100d）。

5 经济效益分析

以M8810磨床单机水箱为标准计算，使用新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液较使用乳化油膏切削液每年每台机床可节约320元。如果在公司推广使用，将为公司节能降耗带来可观的经济效益。

另外，环保型产品是国内外切削液发展的主流，新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液属于环保型产品，在我公司推广使用后可降低我公司每年上缴的排污费。

6 结论

从以上理化指标检定、成品车间的试验及经济效益分析可以看出，新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液的各项性能、质量指标均优于现用的乳化油膏切削液，使用新型环保导电聚苯胺水性防锈切削液对提高公司产品质量及降低成本具有重要意义。

［1］ 张康夫，余大南.防锈油脂与乳化切削油［M］.北京：国防工业出版社，1979.11.