环保切削液的研究现状及意义
环境资源问题是当前人类面临的一个重要问题。对于绿色制造而言,就是实现资源利用最大化和环境影响最小化。切削液在制造加工当中起着至关重要的作用,尽管干式切削技术在某些加工工艺当中得到成功应用,但由于冷却性能较差及所应用工艺的限制,切削液的运用仍不可或缺。在切削加工过程当中,为了减少摩擦带来的能量消耗,保证工件质量以及提高刀具寿命,切削液必须具有良好使用性能。切削液广泛使用给我们带来巨大的经济效益的同时,也威胁着生态环境和人体健康:未经处理的切削液当中,由于防锈剂磷酸钠的累积,会导致水质富营养化进而引发赤潮;杀菌剂苯酚的生物降解性较差,对水生物具有很大的危害;一些表面活性剂会使人体皮肤脱脂、红肿,甚至出现开裂、化脓的严重后果;亚硝酸钠和磷酸钠等添加剂对环境和人体危害非常大。因此,在满足加工性能的条件下,研究和开发性能优越、对环境友好、对人体无毒无害并且生物降解性好的环保切削液具有非常重要的现实意义。
1切削液的作用
切削液是以浇注的方式进入到切屑形成区,起到润滑和冷却的作用。具体目的是:
1. 提高工件的精度和表面质量;
2. 延长刀具寿命;
3. 带走切屑杂质;
4. 迅速带走加工区域的热量
5.起到工序间工件的防锈以及保护机床漆膜
6.提高加工效率
7.降低生产成本和能耗。
因此,要求切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈等多种功能。
冷却作用:切削液依靠其热交换的能力,将切削时产生的热量迅速带走,防止刀具和工件发生热变形,提高刀具寿命和工件质量。
润滑作用:切削液在加工表面产生吸附作用并发生化学反应,形成很薄的润滑膜。这层润滑膜能减少刀具与切屑、刀具与工件表面之间的摩擦,抑制积屑瘤的产生,防止刀具切削刃的摩擦磨损,同时提高工件的表面质量。
清洗作用:切削液当中的表面活性剂能将粒子从吸附表面带走,并在金属表面形成一层吸附膜,阻隔其进一步粘附,从而起到清洗作用。
防锈作用:切削液当中的防锈剂能吸附在金属表面,使其避免受到周围腐蚀介质的锈蚀,同时满足工序间的防锈要求。
2环保切削液的意义
目前,许多国内外学者正致力于研究一些非传统切削液的加工方式,希望减少或者消除对环境的影响。但是从研究结果上来看,无论是液氮冷却、干切削或者喷气冷却,在发挥其优势的同时也有一定的局限性。
例如采用以上几种方式进行加工时,由于润滑性不佳,或多或少要使用一些润滑剂;加工完成后,必须再进行防锈处理的工序,而防锈剂同样也会对环境造成污染。因此,切削液的使用仍不可或缺。研究和开发高效绿色环保型水基切削液以满足日渐苛刻的生产要求,完善切削液废液处理方式,研究更为有效的切削液供液方式,实现切削液的绿色使用与管理和实现切削液“以水代油”的转换都具有重要意义。