块规产品木盒垫木的防锈设计

盛元龙，李秀明

（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，哈尔滨 150040）

1 引言

我公司生产的块规产品高35mm，宽9mm，长度不等。测量时如需检测被测量物的尺寸，可将块规以35mm与9mm的工作面多块叠加成应达到的尺寸与之相比较，看被测物的尺寸是否相等即可。

按测量范围的不同，我公司生产的块规有不同的组别。使用时将块规从木盒内相应的垫木槽中取出，用后再放回标有尺寸牌的垫木槽中即可。从块规的使用过程中不难看出，块规叠加检测对检测面有着极高的清洁要求，直接影响测量的准确度。因此块规产品在木盒的垫木槽中存放除了要保持清洁外，还要保证长期存放而不被锈蚀。然而，任何一种木材内都存有能够使金属生锈的有害的混合物，因此要使块规在木盒内垫木槽中长期保存而不被锈蚀，垫木的防锈处理至关重要。

2 垫木的制作

块规木盒垫木材料是桦木板，首先将所需规格的桦木板烘干到含水率低于15%，然后通过平、压、顺、切断、铣槽、铣斜面等加工成单根形式，再将这些木条与三层胶合板钉在一起，组装合成如图1 所示的形状。

图1

我们知道，将加工后的成品金属件表面涂上防锈油是避免锈蚀的一种有效方法，但涂了防锈油的块规产品在木盒的垫木槽中经多次使用后，表面上的防锈油消失，长期存放就会锈蚀。因此，消除垫木中的有害物质便成了解决块规防锈的关键。研究表明，木材在加热至220℃时，开始分解生成CO、CO2、CH4、C2H2、醋酸等，而木材在干燥过程中为了不破坏木材的材质，干燥所需的温度只考虑木材加工成产品后不变形的因素，未考虑其它因素，所以干燥后达到含水率（不变形的含水率）15%的木材中除随着水分蒸发掉极少的一部分外，绝大部分因干燥的温度较低，仍存在于木材中，且并未发生分解反应，化学组成也未发生变化，所以木材在这一阶段主要是水分蒸发阶段。木材的化学组成开始变化，热分解反应比较明显是在220℃时，半纤维素开始分解生成CO、CO2，在270℃～360℃时，木材急骤热分解，气体组成中CO、CO2逐渐减少，CH4、C2H4开始增多，但这时木材已被碳化。木材的材质在这两个温度已发生根本的变化，失去了木材原有的性能，每根垫木已无法组合成一体。那么如何在木材含水率低于15%且不失木材原有性能的情况下，解决块规垫木的防锈问题呢？我们知道金属零部件表面涂以防锈油是解决零部件长期保存且不被锈蚀的最有效的方法之一，如果我们把块规垫木完全油质化，是不是就相当于块规完全处于防锈油的包围中，相当于块规产品被防锈油包裹住一样呢？然而，如前所述，木材中有害物质的释放与分解分别在木材加热到220℃以上，即木材干燥后，绝大部分有害物质并未释放分解，仍存在于干燥好木材中，如果消除垫木中的有害物质，或在不改变防锈油性能的基础上增加一种或几种添加剂，使垫木中的有害物质在块规的存放中不释放，那么便实现了用防锈油包裹住块规产品的目的，块规产品便可以在垫木槽中长期存放而不被锈蚀了。

3 防锈油的制作

我公司的块规产品采用的包装防锈油是已经使用多年的防锈油。这种防锈油可以用于垫木的浸油处理，它是由N32 或N46 机械油100kg 与三乙醇胺3kg、硬质配2kg 配制而成。我们知道，任何一种油脂在通常温度下对木材的浸透能力、浸透深度是有限的，因此为保证垫木的浸透深度、浸透的均匀效果，垫木的浸油过程应该在防锈油加热的情况下进行。经查，木材的加热温度高于150℃时，木材的材质发生变化，而防锈油的闪点是150℃（防锈油加热产生的火花点），所以防锈油加热的最高温度应小于150℃。经过一定的时间浸煮，使防锈油浸到了垫木的内部。可是这种经油浸的垫木内部的绝大部分有害物质并未发生分解，还会慢慢释放。为了在煮油的基础上封住有害物质的释放，我们选择在防锈油中加入添加剂的方法，即在防锈油中先加入一种添加剂或原料，在不改变防锈油性能的前提下，随着油温的升高而溶解，随着垫木的冷却而凝固。在通常温度下，当垫木冷却时将垫木内有害的物质封存在垫木内，而不再释放。这种添加在防锈油中的物质就是石蜡，石蜡是一种价格低廉、易熔、易凝固的石油产品。因石蜡是一种混合物，石蜡的熔点约在40℃～60℃之间，所以将防锈油在搅拌罐中加热到大于石蜡熔点的温度，然后将粉碎充分的石蜡按一定的比例倒入罐中，待石蜡充分溶解于防锈油中即可。石蜡在搅拌罐中搅拌的均匀程度、溶解的程度十分重要，必须对整个过程的各个环节严格控制，以确保加蜡后的防锈油质量，满足垫木的要求，满足块规产品长期存放不被锈蚀的要求。

防锈油的闪点是150℃，考虑防锈油加热后的安全性，把防锈油的加热温度定为120℃，充分粉碎的石蜡定为每小块体积不大于8×103mm3，在恒温搅拌罐中搅拌3～4h 后取出，这就是加入石蜡后防锈油的制作过程，但其中的相关数据如：防锈油加热至110℃是否可行，加入石蜡的数量，搅拌的时间还需经过对垫木浸煮油后的实际检验做最后的确定。

将加入石蜡的防锈油倒入带有恒温控制及超温报警的加热槽中，将温度控制仪表调至一个设定的温度，规定一个垫木在油中浸煮的时间，到时取出，进行紫铜片快速腐蚀试验。试验方法为：经浸煮后的垫木从中间劈开，按长约25mm、宽约20mm的2 块，将一块长约25mm、宽约20mm的紫铜打磨、洗净、干燥后，包在2 块垫木的中间，以垫木劈开中间处接触，用包装纸包紧3～4 层，再用尼龙丝扎住，放入试管中，在试管内注入25#变压器油，将试管放入100℃的水溶锅内，3h 后取出，观察紫铜片的变色是否均匀，均匀者为合格。

4 防锈油的制作工艺

经过多次对石蜡量的调整、搅拌罐温度的调整、垫木在加热槽中时间的调整，又考虑了油在加热后的挥发，确定了块规垫木的防锈设计的最终工艺：

（1）带蜡防锈油的制做。将防锈油100kg，在加热的搅拌罐中加热至120℃时，加入充分粉碎的石蜡7kg，在恒温下搅拌4h 后取出即可。

（2）块规垫木的浸煮。将制作好的带蜡防锈油倒入恒温控制且有超温报警装置的加热槽中，将温度仪表调至110℃，到此温度时将装在铁罐内的垫木放入油槽中，恒温浸煮3h 后吊出，借油温将垫木表面的残油烘干即可。

5 结语

块规垫木按照浸油处理后，解决了公司块规产品的锈蚀问题，此后无论是销往国内或出口的块规产品，未曾出现过一例锈蚀的事故。

［1］李金桂.防锈剂配制［M］.北京：化学工业出版社，2011.

［2］张康天，等.暂时防锈手册［M］.北京：化学工业出版社，2011.