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2022-04-12
軸承套圈的材料主要是軸承鋼(GCr15等),一般通過車削、磨削等方式進行加工,其加工精度(dù)直接影響軸承的傳動精度,在磨削加工過程(chéng)中除了砂(shā)輪本(běn)身的修整(zhěng)條件及磨料(liào)的韌性、粒度、結合度、組織(zhī)等特性外,金屬切削液對(duì)軸承套圈磨削加工質量的影響也不可忽略。
目前使用的切削液以油基和水基切削液為主:礦物油是油基切削液主要成分之一,其能長期滯留(liú)在水和土壤中且不易降解(jiě),破壞生態環境,在低溫焚燒處理(lǐ)時(shí)會產生有害物質;水基切削液主要以乳化液、微乳液和合成切削液等為主,普(pǔ)通水基切削液中含(hán)亞硝酸鹽、硫、磷、苯酚等有害元(yuán)素的添加劑和防鏽劑,排到河流中會出(chū)現赤(chì)潮(cháo)現(xiàn)象,同時,酚類和(hé)甲醛等殺菌劑也會對環境造成危害。
環保型切削液使用無毒無害的溶劑和催化劑進行合理的配比,在使用(yòng)及後處理過程中對環境的汙染降到Z低。現(xiàn)研製一種環保型切削(xuē)液,並通過(guò)與普通水基切削液進行試驗對比,研究其極壓潤滑性、防鏽防腐性、冷卻性及清洗性。

摩擦性能(néng)
硼酸酯在(zài)水(shuǐ)基切削液中是一種多功能環保型添加劑,油酸三乙醇胺、硼(péng)酸酯和硫脲的協同作用使切削液具有潤(rùn)滑和防鏽(xiù)功能。磨削過程中切(qiē)削液在工(gōng)件和砂輪表(biǎo)麵(miàn)形成(chéng)物理(或化學)吸附膜,且滲入到砂輪與軸承表麵形成沉積膜,在金屬表麵附著並展開,在高壓(yā)、高溫與激(jī)烈的摩擦狀(zhuàng)態下2種膜共同(tóng)作用,減(jiǎn)摩效果明顯,並顯示出極好的極壓潤滑(huá)性能,有利於防止或減少(shǎo)金屬表麵的直接接觸(chù),達(dá)到減少粘結的目的。
2種(zhǒng)切(qiē)削液測試載荷P與摩擦力F的對比如圖1所示(shì)。由圖(tú)可知(zhī),隨著測試載荷的增大,2種切削液(yè)的摩擦力均增加,但普通型水基切削液的摩擦(cā)力增幅較(jiào)大,表明環保(bǎo)型切(qiē)削液減摩效果更好。

防鏽性能
環(huán)保(bǎo)型切削液與普通水基切削液防鏽性能(néng)見表2。

由(yóu)表2可知:隨著(zhe)時間的(de)延長,普(pǔ)通切削液防(fáng)鏽性能明顯減弱;環(huán)保型切削(xuē)液在24~36h的測試結果均為A級,48h後(hòu)開始出現輕微鏽蝕現象,說明其防(fáng)鏽性能(néng)逐(zhú)漸減弱,此時普通切(qiē)削液則已出現較明顯鏽(xiù)跡(jì)現象;環保型切削液在72h後出現較明顯鏽蝕,說明環保型(xíng)切(qiē)削液(yè)在長(zhǎng)時(shí)間的持續工作下同(tóng)樣能保(bǎo)持良好的(de)防鏽性能。
防腐殺菌性能
水基切(qiē)削液在使用過(guò)程中具備微生物和(hé)菌(jun1)類生長繁殖的條件,容易腐敗變質,需要添加防腐殺菌(jun1)劑來抑製微生物以及(jí)菌類的生長。從2種切削液的菌絲在顯微鏡下的組織圖可知,普通水基(jī)切削液的菌絲種類、大小和數量明(míng)顯高於環保型切削液(yè),環保型切削液(yè)中的硼原子本身就具有殺菌作用,硼酸在醫藥行業常用作消毒劑,說明硼酸酯可使水基金屬切削液(yè)中微生(shēng)物的繁(fán)殖能力下降,具有較強的防腐(fǔ)殺菌性能。此外,環(huán)保型切削液在不需要添加其他添加劑的情況下就(jiù)可實現防腐(fǔ)殺菌的(de)效(xiào)果,節約(yuē)了成本。
工件表麵質量
使用2種切(qiē)削液加工(gōng)的(de)軸承內圈的表麵質量檢測見表3。通過計算得到,普通水基切削液和環保型切削液加(jiā)工試(shì)件的表麵粗糙度Ra的算術平均值分(fèn)別為0.821,0.684μm,環保(bǎo)型切削液加(jiā)工內圈的表麵粗糙度值比普(pǔ)通水基切削液的低(dī),且(qiě)試件表麵經酸洗後無燒(shāo)傷和劃痕,利用環(huán)保(bǎo)型切削液磨削加工工件可有效提高工件表麵質量,其主要原因是(shì)環保型切削液潤滑、冷卻、清(qīng)洗作用良好。

切削液的處理與排放
目前,應用較多的水基切削液的廢液處理方(fāng)式主要有物理處理、化學處理、生物(wù)處理、燃燒處理。對於環保型(xíng)切削液Z為有效的處理方式之一是建立切削液回收再利用係統,將每台機床應用後的切削液匯集到一起,通過過濾處理後經管網再輸送到每台機床進行循環使(shǐ)用,對於含有切屑、磨粒等雜質的切削液通過地溝或管道流回切(qiē)削液廢液處理係統進行再處理,廢液所含雜質等進行(háng)收集處理,環保型切削液的生物降解率可達90%~100%。切削液在使用過程中應通(tōng)過指標(biāo)檢測(cè)與維護,及(jí)時了解切削液的變化趨勢,保證加工的正常進行,延長切削液的使(shǐ)用壽命。

環(huán)保型切削液的使用成本及使用周期分析
環保型切削液在使用過程中不僅應具有良好的環保性(xìng)能,使用成本也應合理(lǐ)。分別在軸承(chéng)內磨1,2車間的軸承磨削(xuē)生產線中使用普通水基切削液和環保型切削液,均采用切削液循(xún)環再(zài)利用係統,通過廢液處理及切削液自身價格核算後發現:使(shǐ)用環保型切削液生產線切削液的成本降低50%~60%。通過統(tǒng)計發現,使用普通(tōng)水(shuǐ)基切削液(yè)的軸承內磨1車(chē)間在1?4月和10~12月切削液微(wēi)生物檢測後平均每2個(gè)月需要(yào)添加製劑一次,在5~9月切削液微生物檢測(cè)後平均每1個月需要(yào)添(tiān)加製劑1次,每年更換1次切削液,廢液需要(yào)專門化處理(lǐ);使用環保型切削液(yè)的軸承內磨2車間通(tōng)過監測切削(xuē)液微生物指標後約每6個(gè)月需要添(tiān)加製劑1次,2年(nián)更換1次切削液,且廢(fèi)液可得到有效降解。所以,使用環保型切削(xuē)液不僅(jǐn)降低對環境的汙染,而且(qiě)使用成本及使用周期均得到了(le)改進。
通過對比普通切削液與環保型水基切削液的(de)使用性能可(kě)知,環保型水基切削液的潤滑、防鏽性能良(liáng)好,可以提高軸承內(nèi)、外圈的加工精度及表麵質量,降低使用成(chéng)本,在廢液處理、使(shǐ)用周期及職業(yè)健康安全方麵正朝著綠色方向發展。
(來源:公眾號“商機(jī)苑設備潤滑(huá)管理谘詢(xún)”)