切削液分类及废切削液净化、处理

切削液分类及废切削液净化、处理一、切削液分类

切削液(cuttingfluid,coolant)是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病，对车床漆也无不良影响，适用于黑色金属的切削及磨加工，属当前最领先的磨削产品。切削液各项指标均优于皂化油，它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。

1.分类

水基的切削液可分为乳化液、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类通常取决于产品中基础油的类别：乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液；半合成切削液是既含有矿物油又含有化学合成基础油的水溶性切削液;全合成切削液则是仅使用化学合成基础油(即不含矿物油)的水溶性切削液。

每一种类型的切削液都会含有除基础油以外的各种添加剂：防锈剂、有色金属腐蚀钝化剂、消泡剂等。

有些厂家会有微乳液的分类；通常认为是介于乳化液和半合成切削液之间的

类别。

乳化液的稀释液在外观上呈乳白色；半合成液的稀释液通常呈半透明状,也有一些产品偏乳白色;全合成液的稀释液通常完全透明如水或略带某种颜色。

2、配方体系

切削液配方主要成分包含

主要成分有：乙二醇、四硼酸钠、偏硅酸钠、磷酸钠。

乙二醇：乙二醇乙二醇又名〃甘醇〃、〃L2-亚乙基二醇〃，简称EG o

化学式为(HoCH2)2,是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有毒性，人类致死剂量约为L6g∕kg0乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醛类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种炸药。

四硼酸钠：四硼酸钠，或称硼砂，分子式Na2B4O7∙10H2O,是非常重要的含硼矿物及硼化合物。通常为含有无色晶体的白色粉末，易溶于水。硼砂有广泛的用途，可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂，也可用于配置缓冲溶液和制取其他硼化合物等。硼砂常指四硼酸钠的十水合物，即Na2B4O7.10H2O,但市售硼砂往往已经部分风化。

偏硅酸钠：偏硅酸钠是普通泡化碱与烧碱水热反应而制得的低分子晶体,商

品有无水、五水和九水合物;其中九水合物只有我国市场上存在，因其熔点

只有42o C l贮存时很容易变为液体或膏状，正逐步被淘汰，但由于一些用户习惯和一些领域对结晶水不是很在意，九水偏硅酸钠还是有一定市场。

磷酸钠：磷酸钠（化学式：Na3PO4）为磷酸盐，是一种无机化合物。一般磷酸钠指的是十二水合磷酸钠（Na3PO4∙12H2O）。十二水合磷酸钠在干燥空气中风化，且将其加热至100o C时，会失去结晶水而成为无水物。

乳化切削油配方主要成分包含

主要成分有：石油磺酸钠、聚氧乙烯烷基酚醛、氯化石蜡、环烷酸铅、三

乙醇胺油酸皂、高速机械油、妥尔油酸钠盐、石油酸钠盐、合成脂肪酸、

聚乙二醇、工业机械油。

石油磺酸钠：别称：烷基磺酸钠、T702防锈剂、石油磺酸钠T702;分子式：R-SO3Na（R=C14-C18烷基）;结构式为：RSO3Na.其中R为平均14-18个碳原子的直链脂肪族烷基；溶解性：溶于水而成半透明液体，对酸碱和硬水都比较稳定；氯化石蜡：氯化石蜡是石蜡煌的氯化衍生物，

具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和聚氯

乙烯辅助增塑剂。广泛用于生产电缆料、地板料、软管、人造革、橡胶等

制品。以及应用于涂料、润滑油等的添加剂。

环烷酸铅：制备方法由环烷酸钠与乙酸铅复分解置换而得。先将环烷酸加水升温至90-100o C z再缓缓加入30%的氢氧化钠溶液进行皂化,至溶液透明，得环烷酸钠，再用乙酸铅复分解置换得粗品，经水洗涤，加热脱水得成品环

烷酸铅。

三乙醇胺油酸皂：油酸皂对动植物油、矿物油、机油、石腊、润滑油等具有良好的清洗能力，并具有很好的防锈能力。金属切削液中可作清洗部分，同时具有良好的润滑性能、黑色金属的防腐性，并有很好的冷却和防锈功能，用于钢、铁、铝、合金钢、低合金钢、钟表元件等金属加工半成品清洗剂,有防锈作用。在一般工业作为乳化剂，对矿物油、植物油、蜡垢有较好的乳化性能。

高速机械油：高速机械油又称高速锭子油。轻质机械油的一种。粘度较低的润滑油。由石油微分经硫酸精制或溶剂精制并加入抗氧剂而得。要求润滑性能好，对机械零件磨损小；稳定性好，长期使用不易变质；颜色浅，不污染纱布。主要用于转速高、负荷轻的纺织机械摩擦部分，如细纺机、捻线机、粗纺机、针织机的止推轴承，也适用于其他高转速低负荷的机械及一些自动控制仪表的润滑。主要质量指标是粘度、闪点、凝固点等。

合成脂肪酸：合成脂肪酸是以石油产品经化学合成方法制得的脂肪酸。用作制皂的原料。其碳数为10~18z碳数较低的部分用于其他工业。

石蜡氧化法生产合成脂肪酸的原料为C21~28,微程为350~420。（:的正构烷煌（俗称石蜡），也有用储程为320〜450。C的正构烷烧。生产工艺流程如图所示。无图

聚乙二醇：无毒、无刺激性，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂

及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。

防锈极压乳化油配方主要成分包含

主要成分有：氯化石蜡、硫化油酸、石油磺酸钢、油酸、三乙醇胺、机械油。氯化石蜡：氯化石蜡是石蜡煌的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和聚氯乙烯辅助增塑剂。广泛用于生产电缆料、地板料、软管、人造革、橡胶等制品。以及应用于涂料、润滑油等的添加剂。将计量的液体石蜡加入反应釜中，在搅拌下滴加氯化亚飒，回流5~7h后，常压回收过量的氯化亚飒。用水、NaOH水溶液依次洗涤减压脱水至含水量小于2%,出料为成品。

石油磺酸钢：石油磺酸钢是目前国内应用较多的缓蚀剂。根据不同的使

用条件一般添加量在l-10%o它具有优良的抗潮湿、抗盐雾、抗盐水和水置换性能，对多种金属具有优良的防锈性能。适用于防锈油脂中作防锈剂，如配制置换型防锈油、工序间防锈油、封存用油和润滑防锈两用油及防锈脂。石油磺酸钢的静态腐蚀试验情况较好，对钢、黄铜、紫铜、铝合金、锌等多种金属无腐蚀作用。

油酸：油酸是一种单不饱和Omega-9脂肪酸,存在于动植物体内。化学式C18H34O2(或CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH)o★各油酸力口氢加成得到硬脂酸。油酸的双键反式异构体称为反油酸。作为化学试剂、用作色谱对比样品及用于生化研究，核定钙、氨、铜，测定镁、硫等。

三乙醇胺：精制方法：工业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杂质。精制时用水蒸气蒸储除去乙醇胺，加入氢氧化钠使三乙醇胺成碱金属盐而析出，分离后中和，再进行减压蒸储得纯品。

机械油：石油润滑油储分经脱蜡、溶剂精制及白土处理而得的一般质量的润滑油。通常只加抗氧化添加剂。机械油分为高速机械油和普通机械油，分别用于纺织机械锭子、普通机床等一般机械的润滑，按50。C运动粘度分牌号。在现有的润滑剂的分类中已取消〃机械油〃的分类，可以参照L-AN类的特点选用需要的润滑油

二、.切削液的净化装置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。

（1）沉淀、分离装置：

1）沉淀箱，2）旋风式分离器，3）磁性分离器，4）漂浮分离器，5）离心式分离器，6）静电分离器；

（2加质过滤装置:介质过滤就是以多孔性物质作过滤介质）各切（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：

1）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。

2）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20um-5um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2um-Ium,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。

三、切削液的废液处理

1.油基切削液的废液处理：油基切削液一般不会发臭变质，其更换切削液的原因主要是由于切削液的化学变化、切屑混入量增大、机床乳化油的大量漏入及水的混入等原因，对此可采取如下措施：

1）改善油基切削液的净化装置；

2）定期清理油基切削液的切屑；

3）通过检修机床防止润滑油漏入；

4）定期补充切削润滑添加剂；

5）加热去除水分，并经沉淀过滤后加入一些切削油润滑添加剂，即可恢复质量，继续使用。

油基切削液最终的废油处理一般是燃烧处理。为了节省资源，也可对废油进行再生。

2水基切削液的废液处理，水基切削液的废液处理可分为物理处理、化学处理、生物处理、燃烧处理四大类。

1）物理处理，其目的是使废液中的悬浊物（指粒子直径在IOUm以上的切屑、磨屑粉末、油粒子等）与水溶液分离。其方式有下述三种：利用悬浊物与水的密度差的降解分离及浮游分离，利用滤材的过滤分离，利用离心装置的离心分离。

2）化学处理，其目的是对在物理中未被分离的微细悬浊粒子或胶体状粒子（粒子直径为0.001-10Um的物质）进行处理或对废液中的有害成分用化学处理使之变无害物质,有下述四种方法:使用无机系凝聚剂（聚氯化铝、硫酸铝土等）或有机系凝聚剂（聚丙烯酰胺）等促进微细粒子、胶体粒子之类的物质凝聚的凝聚法；利用氧、臭氧之类的氧化剂或电分解氧化还原反应处理废液中含有害成分的氧化还原法；利用活性碳之类的活性固体使废液中的有害成分被吸附在固体表面而达到处理目的的吸附法；利用离子交换树脂使废液中的离子系有害成分进行离子交换而达到处理目的的离子交换法。3）生物处理，生物处理的目的是对物理、化学处理都很难除去的废液中的有机物（例如有机胺、非离子系活性剂、多元醇）进行处理，其代表性的方

法有加菌淤渣法和散水滤床法。加菌淤渣法是将加菌淤渣（微生物增殖体）与废液混合进行通气，利用微生物分解处理废液中的有害物质（有机物）。散水滤床法是当废液流过被微生物覆盖的滤材充填床（滤床）的表面时，利用微生物分解处理废液中的有机物。

4）燃烧处理，有直接燃烧法和将废液蒸发浓缩以后再进行燃烧处理的〃蒸发浓缩法〃。