1  切削液的發(fā)展和現(xiàn)存難題

　　(1)切削液的發(fā)展

　　人們使用切削液约巷，最早是從水開始的云钻，后來使用簡單的水基溶液(如石灰水汹即、肥皂水等)和動植物油(如亞麻油)寡专。直到二十世紀(jì)初存睬，人們能夠從原油中提煉出大量的潤滑油以后，尤其是發(fā)明了各種潤滑油添加劑以后茧伍，才真正開始了現(xiàn)代意義上的切削液的發(fā)展栽逸。

　　性能優(yōu)良的切削液具有良好的潤滑、冷卻咽安、清洗及防銹性能伴网，對提高切削加工質(zhì)量和效率、減少刀具磨損等有著顯著效果妆棒。切削液發(fā)展到今天澡腾，在機(jī)械加工業(yè)中應(yīng)用廣泛，使用量很大糕珊，成為種類眾多动分，門類齊全的工業(yè)產(chǎn)品，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益『煅。現(xiàn)在的切削液主要分為不含水的油基切削液和主要成分是水的水基切削液兩大類澜公。油基切削液潤滑性能好，冷卻性能較差喇肋，水基切削液則反之坟乾，但其成本低，操作環(huán)境安全蝶防、干凈甚侣，沒有油霧和著火的危險；隨著水基切削液性能的不斷提高叨斜，其使用范圍逐漸擴(kuò)大舆骚，出現(xiàn)了油基切削液向水基切削液過渡的趨勢。

　　水基切削液中蔚分，乳化液是礦物油加入乳化劑溶于水后形成的乳狀溶液悉歼；合成切削液完全不含油，是由各種添加劑溶于水形成的透明水溶液碟舱；而微乳化液也是礦物油溶于水形成的洁操，但其油的含量遠(yuǎn)低于乳化液中油的含量，表面活性劑含量卻高很多俗循，使分散在水中的油滴微粒的直徑比乳化液小蛋揖。由于微乳化液特有的組成特點(diǎn)，使得它兼有乳化液和合成切削液兩方的優(yōu)點(diǎn)诀汁，潤滑溶孽、冷卻趴贝、清洗、防銹性能均較好沽怪，且其使用壽命比乳化液長4～6倍看锉。因此，發(fā)達(dá)國家已走過了從乳化液向合成切削液塔鳍，再向微乳化液發(fā)展的過程伯铣，微乳化液得到了廣泛的應(yīng)用。我國目前仍以乳化液為主轮纫，機(jī)械行業(yè)在80年代出現(xiàn)了研制生產(chǎn)和應(yīng)用合成切削液的熱潮腔寡，從90年代才比較普遍地注重微乳化液的研制和應(yīng)用。

　　雖然最早使用的水和動植物油仍是現(xiàn)代切削液的重要組成部分掌唾，但賦予切削液時代特征放前，并幾乎決定切削液性能優(yōu)劣的是其各種添加劑。常用的添加劑種類有：油性劑糯彬、極壓添加劑犀斋、表面活性劑、乳化劑和乳化安定劑情连、防銹劑、防霉殺菌劑览效、消泡劑却舀、抗氧化劑等。

　　上述各種添加劑新砖，每一種都能解決某一方面的問題了灾，如在輕載荷切削條件下，油性劑可顯著提高切削液的潤滑性能冒衍，而在重載情況下胖直，則需要極壓添加劑來滿足潤滑要求。但要使切削液具有優(yōu)良的綜合性能搭屿，則必須同時添加上述各種添加劑腋民。如微乳化液除使用大量表面活性劑外，還有油性劑和極壓添加劑探龟、防銹劑项起、防霉殺菌劑、消泡劑否癣、pH值調(diào)整劑等多種添加劑廊珊。

　　(2)切削液存在的根本問題

　　1)切削液危害人體鍵康 

　　切削液對人體的危害首先是其添加劑的毒性，如常作為殺菌劑使用的苯酚類物質(zhì)毒性很大栏荷；常用的效果較好的防銹劑是亞硝酸納答倡，而國際上普遍認(rèn)為它與胺鹽在某些條件下會形成致癌物質(zhì)亞硝胺轰传。其次是對皮膚的危害，因礦物油瘪撇、表面活性劑的脫脂作用获茬，或因防腐殺菌劑的刺激性，及無機(jī)鹽设江、有機(jī)胺等堿性物質(zhì)的作用锦茁，會使皮膚干燥、裂口叉存、紅腫而發(fā)生皮炎码俩。三是對呼吸器官的危害，這主要是使用切削液時產(chǎn)生的油霧以及切削液散發(fā)的刺激性氣味引起的歼捏；同時稿存，這些油霧還會對眼睛產(chǎn)生一定的刺激。如甲醛有極強(qiáng)的殺菌力瞳秽，常在切削液中充作殺菌劑瓣履，但它對人的眼鼻有強(qiáng)烈的刺激性，接觸皮膚還會導(dǎo)致組織壞死练俐。

　　美國Gen色ral Moter汽車公司通過專門的綜合調(diào)查靡玲，比較了直接接觸切削液的機(jī)床操作工、不直接接觸切削液的裝配工及從未在機(jī)床上工作的人锡锐，結(jié)論是機(jī)床操作工患呼吸系統(tǒng)疾病(咳嗽铆羡、呼吸困難、慢性支氣管炎操椰、鼻炎的較多能狼，并且礦物油常引起氣喘、咳嗽和鼻炎跌仗，而合成切削液會引起支氣管炎顺雪。

　　2)切削液危害環(huán)境 

　　切削液對環(huán)境的危害主要是其廢液對水資源的污染問題。礦物油是切削液的主要成分之一掩若，其生物降解性差嘁凤，能長期滯留在水和土壤中。美國環(huán)保局指出：油對水生物有極性致死毒性快鬓，也有長期亞急性致死毒性(即不會導(dǎo)致生物死亡消忘，但破壞其正常的生態(tài))。水中含油量超過lOppm哈误，就會使海洋植物死亡哩至，含油300ppm可使淡水魚死亡。就算排放的廢液經(jīng)過嚴(yán)格的礦物油回收處理蜜自，其在水中的長期積累也不容忽視菩貌。切削液的添加劑對環(huán)境的污染也是多方面的卢佣。如常用作極壓添加劑的短鏈氯化石蠟是海水污染物之一；在水基切削液中常用磷酸鈉作防銹劑箭阶，而研究證明虚茶，磷酸鹽的積累會使河流、湖泊因營養(yǎng)富化而出現(xiàn)赤潮仇参。 

　　還有切屑中帶有殘存切削液的問題嘹叫。切削加工中使用的切削液，或多或少總會存留在切屑上诈乒，大量堆積的切屑帶有的切削液會污染土壤罩扇，切屑再生利用時切削液有毒有害成分也會污染環(huán)境。 

　　針對切削液的安全怕磨、健康和環(huán)保問題喂饥，發(fā)達(dá)國家已制訂了許多有關(guān)法律及標(biāo)準(zhǔn)，如美國勞動安全和保障國家機(jī)構(gòu)規(guī)定醇颗，切削液油霧含量限制水平是5 mg／m3陨楼，現(xiàn)在則傾向于更嚴(yán)格：在不含有芳香烴(polyaromatic hydrocarbon)的切削液中限制為3mg／m3，對含有芳香烴的切削液則為0．5mg／m3搭诬；德國環(huán)保部門規(guī)定蘸橡，某些切削液和帶有殘存切削液的切屑必須作為有毒有害廢物處理。這些法規(guī)對切削液生產(chǎn)者转傍、使用者层褥，都增加了生產(chǎn)成本，不利于激烈的市場競爭仔蟀，因此有關(guān)切削液安全、健康與環(huán)保問題成為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)闺焦，大家都努力尋找解決此類問題的方法叼河。 

　　(3)解決問題的途徑 

　　1)干切削 

　　最徹底解決切削液上述問題的方法是采用干切削技術(shù)，即在切削加工中不使用任何切削液济七。它不但能解決切削液健康與環(huán)保的問題川愤，還可以省去切削液使用和廢液處理的費(fèi)用，是最理想的解決問題的方法“叮現(xiàn)代切削技術(shù)悬蔽、刀具材料及刀具設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，為干切削的實施創(chuàng)造了條件：一是刀具材料的發(fā)展使刀具(片)承受更高的切削溫度捉兴，因而減少了對冷卻的要求蝎困；二是涂層技術(shù)的發(fā)展可減小刀具一工件表面之間的摩擦，減小了切削力倍啥，降低了對切削液潤滑作用的依賴禾乘；三是合理加工方式與刀具設(shè)計及制造能力的提高澎埠，使切屑排出容易，減小了對切削液排屑作用的依賴始藕。 

　　干切削已成功地用于鑄鐵蒲稳、鋁材料的切削加工，對鋼伍派、鎂等材料的加工也在實驗和應(yīng)用之中江耀。

　　2)傳統(tǒng)切削液的替代品 

　　研究最多的是液氮冷卻，即將液氮作為切削液直接噴射到切削區(qū)诉植。氮?dú)馐谴髿庵泻孔疃嗟某煞窒楣旱鳛橹蒲豕I(yè)的副產(chǎn)品來源十分廣闊。使用液氮作為切削液枯誓，應(yīng)用后直接揮發(fā)成氣體返回大氣中谆胰，沒有任何污染物，對人體無害五浊，從健康和環(huán)保方面看萄瞻，是一種很好的切削液替代品。美國和印度等國的一些學(xué)者對液氮冷卻切磨削加工進(jìn)行了大量的實驗研究菲缕，并初步得到了應(yīng)用趁室。日本等國一些學(xué)者研制出低溫噴氣系統(tǒng)，將液氮冷卻過的低溫空氣噴射到切削區(qū)而起冷卻作用聂幅，效果也不錯吓蝌。 

　　3)綠色切削液 

　　上述不污染環(huán)境的切削加工方法大都集中在無傳統(tǒng)切削液的加工上，從目前發(fā)展情況來看活乘，上述加工方法雖然各有其特點(diǎn)和優(yōu)勢授工，但使用范圍還很有限，并且都面臨切屑形成過程中潤滑性差的問題价恨，有時不得不使用一些潤滑劑细层；另一個不容忽視的問題是工件及機(jī)床的銹蝕。 

　　從目前情況看唬涧，在很長一段時間內(nèi)疫赎，大多數(shù)切削加工還離不開傳統(tǒng)切削液。因此碎节，在保證切削液綜合性能的基礎(chǔ)上捧搞，人們正在大力推廣應(yīng)用低毒、低污染的綠色切削液狮荔，而無毒無污染的綠色切削液則是追求的遠(yuǎn)景目標(biāo)胎撇。 

　　2 綠色切削液的可行性 

　　綠色切削液是指切削液在使用中對人和環(huán)境無害，其廢液經(jīng)處理所含油成分回收后殖氏，水可安全排放创坞，殘留廢油和添加劑在自然界可完全降解碗短，不會對環(huán)境造成任何污染。 

　　植物油是可再生的資源题涨，在自然中可完全降解偎谁，對人和環(huán)境沒有危害性。國外已用它代替礦物油來研制油基切削液纲堵。與礦物油相比餐嗦，植物油的應(yīng)用受到其氧化和水解的不穩(wěn)定性及老化性能的制約，但揮發(fā)性低灌蛙，加入一定的抗氧化劑等添加劑后残膜，性能能很好地滿足某些加工要求，有廣闊的應(yīng)用前景又诡。另外一種代替礦物油的方法是采用酯類油商爆，現(xiàn)在國內(nèi)外生產(chǎn)的各類酯類油中，生物降解率就可達(dá)90～100％懦诸，但價格較高爬姓。經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)展，肯定能研制出完全降解的價格適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品赖谷，因此它是現(xiàn)在各國爭先研究的重點(diǎn)內(nèi)容慢沉。 

　　很多切削液添加劑已實現(xiàn)了無毒、無污染或低毒滥氏、低污染备洽。如有機(jī)硼酸酯是一種新型的極壓添加劑，它大部分由帶羥基的物質(zhì)(如醇)與硼化劑(如硼酸)反應(yīng)而成妈踊，其特點(diǎn)是無毒了嚎，極壓潤滑性良好，并兼有防銹性和抗菌廊营、殺菌功能歪泳，因此受到了越來越廣泛的重視。鉬酸鹽能在金屬表面形成Fe—MoO4一 Fe2O3鈍化膜赘风，是性能良好的防銹劑夹囚，且?guī)缀鯖]有毒性和對環(huán)境的危害性纵刘。歐洲許多國家在積極研究切削液中常用添加劑的可降解性和降解處理途徑邀窃，一些自然型極壓添加劑已在水基切削液中廣泛應(yīng)用。對于油霧問題假哎，現(xiàn)在已可通過選擇基礎(chǔ)油(如氫化裂解的基礎(chǔ)油)和酯類添加劑來抑制油霧的產(chǎn)生瞬捕，并通過排煙、通風(fēng)設(shè)備避免對工人的危害舵抹。 

　　經(jīng)過多年不懈的努力肪虎，長壽命劣砍、低毒、低污染高性能切削液已經(jīng)投入使用蚣狠，最大對人體無害的可降解生物型切削液正在研制之中就肪，我們相信，待以時日号蒙，對人和環(huán)境友好的綠色切削液一定能出現(xiàn)赊设。 

　　3 結(jié)論 

　　(1)切削液存在的根本問題是其使用時對人和環(huán)境的危害，及其廢液對環(huán)境的污染問題物坝。 

　　(2)干切削未奋、液氮冷卻、綠色切削液等都是解決切削液健康妖职、環(huán)保問題的方法冻绊，但對人和環(huán)境友好的綠色切削液是最符合目前切削加工發(fā)展?fàn)顩r的解決方法。 

　　(3)低毒歇懂、低污染切削液已推廣使用瓷忙，綠色切削液也能研制功能。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)灭大，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享订咆，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議柬泽。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布慎菲、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺锨并，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)露该。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片第煮、文字如涉及作品版權(quán)問題解幼，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容包警，以保證您的權(quán)益撵摆！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。