金属切削液的循环使用方法,JHZG过滤机过滤净化切削液.doc

金属切削液的循环使用方法近几年来，我国切削液生产发展较快，新产品不断推出，但归纳起来，它们的基本成分都是由油、水和各种化学添加剂配制而成。生产中常用的切削液有切削油、乳化液和水溶液三大类。切削油润滑和防锈性好，但冷却和清洗性较差，切削时在切削区会形成油雾，造成环境污染，同时油资源消耗多，生产成本高。水基切削液的冷却和清洗性较好，但防锈性较差。乳化液具有一定的润滑性、冷却性、清洗性和防锈性，是目前生产中使用最广泛的一种切削液。但它的使用寿命短，废液多，排放时水质污染较严重，因此必须进行净化和废液回收处理。现就乳化液的种类及乳化液的净化方法，以及如何延长乳化液使用寿命等问题，介绍如下。【此产品是有烟台江海过滤设备有限公司专业生产和设计的】1.乳化液的种类及特性：乳化液根据其不同的原液可以分为乳化油、合成乳化液和微乳化液。乳化油由乳化剂、矿物油、油性剂、防锈剂等组成。其中油性剂作润滑油之用，防锈剂有利于改善加工件的短期防锈，矿物油的存在是作为油性剂、防锈剂的载体。乳化油由于其组成是个多相体系，兑水后的乳化液是个热力学不稳定的体系，导致分散相颗粒直径随分子运动而增大，造成析油、乳皂，油皂覆盖乳化液表面，溶液因“呼吸”不畅而变质发臭。合成乳化液因其含有有机水溶性润滑油和防锈剂，不含矿物油，不受相平衡值的限制，所以性能稳定，使用周期长，和乳化油相比更清洁，冷却性能也好。但也有缺陷： 缺乏矿物油及其乳化平衡性，使配制后的乳化液清洗性能变差，且易造成机床导轨面生锈； 只引入了单一的水溶性类防锈剂，难以满足工件的防锈需要； 由于其润滑剂也是单一的水溶性润滑油，难以适用于高光洁度表面，因此其最终不能全部取代乳化油。 微乳化液利用相平衡技术，合成相应的油性剂、极压剂、乳化剂，同时添加适量的矿物油、水性防锈剂和油性防锈剂等，充分发挥了各种成分的协同效应，使微乳化液具有良好的自消泡性能和防锈性能，又由于微乳化液同时含有连续相、分散相的油性剂，极压剂，故能有效满足各种加工的需要，其实用功效显著。但是其价格相对昂贵，不适用于大量使用和集中处理。2.乳化液的净化处理系统在切削液使用过程中，由于混入细切屑、磨屑、砂轮末和灰尘等杂质，严重影响工件表面粗糙度，降低刀具和砂轮的使用寿命，并使机床和循环泵的磨损加快。此外，由于机床漏油，使润滑油落入水基切削液中，使乳化液产生乳油，合成液中的表面活性剂与润滑油作用而转变为乳化液，改变了水基切削液的质量，导致冷却性能下降和缩短使用周期。所以在使用切削液时，必须随时清除杂质和浮油，才能保证冷却液循环使用的质量。近几年来研究表明，如将切削液中的杂质(如碎屑、砂轮粉末等)从40m降低到10m，刀具耐用度可延长13倍。由于人们的肉眼看不见小于40m的微粒，所以当切削液中的杂质，尺寸小于40m，常被人们所忽视，然而这些不可见的杂质对金属切削加工有着不可低估的影响。在切削加工时，它们将进入到刀具前刀面与切屑以及刀具后刀面与工件接触区的界面上，产生强烈摩擦，使切削温度增加，并使刀具耐用度大大降低，同时使加工表面质量变差。因此，目前的研究认为，无论是精密加工，还是在钻削、扩孔、铰孔和镗孔等普通加工中，为了提高刀具耐用度和可靠性，改善零件加工质量，均应使用净化的切削液。此外，清洁的切削液还可防止微生物的生长。乳化液的使用寿命短、易变质，与在乳化液中微生物的生长有重要关系。在乳化液中微生物的繁殖十分惊人。乳化液含细菌量的标准是不超过1000个/mL，当细菌繁殖到大于0.11051106个/mL时，乳化液就会变质发臭，并会污染周围环境，使空气中含有硫化氢和二氧化碳等有害气体，影响工人健康。保持乳化液的清洁可以将细菌繁殖降至最低。乳化液的净化处理就是将它在工作中带入的碎屑、砂轮粉末等杂质及时去除。常用的净化方法有：1）沉淀、分离法：这种方法常用的装置有沉淀水箱、磁性分离器、离心分离器等。2）介质过滤法：介质过滤就是以多孔性物质作过滤介质，将切（磨）削液中磨屑、切屑、砂轮末和其他杂质污物分离出来。过滤介质有两种：I）经久耐用的，有钢丝、不锈钢丝等编织的网，尼龙合成纤维编织的平纹或斜纹的滤布。这些过滤介质，在筛孔堵塞时均能清洗，其过滤精度取决于筛孔直径的大小，在堆积一定量切屑时，其过滤精度会更高。其他过滤介质如油毛毡、玻璃纤维结合的压缩材料，其过滤精度可达数微米；II）一次性的，即用后就报废的过滤介质，有过滤纸、毛毡或纱布等，其过滤精度可达20um5um左右。其他还有硅藻土、活性土等涂层过滤介质，其过滤精度可达2um1um，不过有时会把极压添加剂和其他一些添加剂过滤掉。过滤装置分为重力、真空和加压三种。实际生产中的乳化液处理系统有两种：单机循环系统和集中循环系统；在机械加工行业中以单机循环系统最为常见。单机循环系统即每台单机有一个独立的循环系统，这种方式简单灵活，一次性投入较小。图1所示即是一种典型的单机循环系统，它不仅制造简单，结构紧凑，并且过滤效果好，能保证乳化液具有较高的清洁度。泵过滤机磁性分离器水箱图1 单机循环系统示意图该装置由水泵、纸带过滤机、磁性分离器、水箱组成。工作时，由机床流出的污浊液首先经过磁性分离器的磁性吸附区域除掉大约80的铁磁性杂质及部分砂轮灰，然后经过纸带过滤机精过滤，精度可达15-30微米，经过纸带过滤机过滤后的乳化液收集到下部的水箱内，由泵按指定压力泵回机床供冷却或冲屑循环使用。该装置由控制系统自动运行，控制方式由主机控制也可独立控制，操作简单，维护方便，是目前单机循环系统中最为普遍使用的一种型式。但是这种方式也存在其缺陷，由于单机循环系统的容积较小，系统冷却液容易发热，一旦冷却不合理，就会烧伤工件。另外，冷却液频繁更换也浪费了时间，直接排放冷却液又会造成浪费并且严重污染了环境，处理残留砂轮灰,也需要一定的人力物力，这样不仅增加了根大的工作量而且由于各人的管理水平不一，往往使得切削液不能保证最佳使用状态，直接影响加工质量，同时减少了切削液的使用周期，增大了使用成本。L.乳化液集中供给净化装置 L1.含杂质乳化液流 L2.深化乳化液流 C.内循环 M1、M2Mn.机床图2乳化液集中供给示意图鉴于此，对于大、中型机械加工厂，在可能的情况下，都应当考虑采用集中循环系统为多台机床供应切削液，但必须各台机床是采用同一种切削液。几台磨床可以用联结在一起的输送系统处理磨屑。集中处理被切削液润湿的细切屑和磨屑，可以减少人力处理，改善劳动条件。切削液集中供给系统可使工厂更好地维护切削液。切削液集中在一起，通过定期抽样检查，按照检查结果定期补充原液或水，便于控制切削液的浓度。可以减少抽样检查的次数，从而进行更多项目的检查，保证切削液在使用期的质量。同分开设置的许多单独的多切削液供给系统相比，由于切削液的维护工作减少，成本也相对降低。系统中的分离过滤单元能及时地清理切削液中的机械杂质和浮油，保证切削液的清洁。集中系统由于有了专门化、系统化的维护管理，使切削液能够长期稳定的使用，在国外维护良好的集中系统都可保证一年以上不换液，而在国内单机的切削液使用寿命一般只在一个月以下。正因如此，集中系统在国外的大型生产企业中得到广泛的应用。图2所示即为一个典型的集中过滤系统简图。集中供液由于采用了大循环、大流量、大行程液体回流，所以乳化液的热量散发快，供液系统温度低，并且在周末和节假日等停工期间还设有内循环(见图2中C回路)，使大流量的乳化液能不间断地流动，有效地抑制了细菌的生长，同时也易于对乳化液的性能指标(如PH值、浓度以及泡沫等)实现自动控制，确保乳化液的质量。此外，集中供液也便于污液的集中净化处理，保护生态环境。控制系统采用PLC逻辑控制方式，设置手动自动假日循环等多种模式，实现自动控制；供水系统采用恒压供水，所以，当水压过低时，系统将自动更换大泵或者增加泵以提高水压，以稳定水压，达到无人化管理。此外，若系统出现故障或者需要调节时，采用手动控制就能实现单泵运行，以确保故障时也能不间断供水。同时，集中过滤系统还增设了自配液及系统维护功能，配液系统可根据设定的数值，按5%13%的浓度进行自动配液。维护系统包括增氧装置、除油装置、高压清洗装置、自动补水装置等，可对液槽中的乳化液进行定期增氧、去除油污等，以抑制厌氧菌的生长以及避免油污对乳化液的腐蚀。在液槽换液时，应及时清洗液槽，尽量避免残留细菌的污染。自动补水装置可按照设定的程序在系统缺水时自动给系统补水。集中过滤系统较单机循环系统，冷却液的使用寿命可延长数十倍，用