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切 削液主要分为不含水的油基切削液和主要成分是水的水基切削液两大类 ,具有良好的润滑、冷却、清洗及防锈性能 ,对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等有着显著效果 ,其中 ,油基切削液润滑性能好 ,冷却性能较差 ,水基切削液则反之 ,但其成本低 ,操作环境安全、干净 ,没有油雾和着火的危险。切削液发展到今天 ,在机械加工业中应用广泛 ,使用量很大 ,成为种类众多 ,门类齐全的工业产品 ,取得了巨大的经济效益 ,同时也是材料切削加工中的主要污染源。因此 ,在保证切削液使用性能的基础上 ,合理选择制造过程中的绿色切削液 ,以期使切削液对健康和环境危害达到最小。1 研究绿色切削液的现实意义首先 ,切削加工中使用过的废油、废液若不经有效处理直接排放或焚烧就会对水资源、大气及土壤造成污染 ,如切削液中防锈剂磷酸钠的积累就会使河流、湖泊因营养富化而出现赤湖。其次 ,切削液会对人身健康、安全有一定的影响 ,如切削液中的添加剂 (如常用作杀菌剂的苯酚类物质 )具有较大毒性 ;切削液中的矿物油、表面活性剂等的脱脂作用、防腐杀菌剂的刺激性、无机盐、有机胺等碱性物质的作用 ,会使人体皮肤干燥、脱脂 ,甚至引起开裂、红肿、化脓等 ;油基切削液的主要成分矿物油和水基切削液中的碱性物质对人的呼吸器官也具有一定危害作用。此外切削液中含有的多种添加剂 ,在使用过程中可能会造成设备腐蚀、生锈、滑动面摩擦增大以及引发火灾等不安全因素。但对于众多的机械制造企业尤其是传统机械制造企业来说 ,在今后很长的一段时间内 ,还将继续使用切削液。所以 ,选择在使用过程中对人体无害、废液又不污染环境的绿色切削液就具有十分重要的现实意义。2 绿色切削液的合理选择2 .1 选择新型环保水基切削液在机械制造业广泛采用的水基切削液具有导热系数大、冷却、润滑和防锈性能好等优点 ,但目前市面上的水基切削液以对人体有致癌作用的亚硝酸钠、铬酸盐等物质为防锈剂和防腐剂 ,不仅其废液难于处理 ,并且对人类和环境会造成危害。因此 ,应尽可能选择新型环保水基切削液 ,如 :烟台师范学院的LA型多效水基切削液与MCL型水基合成切削液 ,是用水溶性极好的油酸酰胺基非离子表面活性剂配制的 ,其分子中同时含有多个羟基、酰胺基等极性基团和长碳链羟基 ,防锈性、抗腐蚀性可靠、不含矿物油、不含亚硝酸盐、铬酸盐等有害物质 ,与皮肤有很好的相容性 ,废液在自然环境中容易被微生物降解 ,环境指标良好。重庆大学机械传动国家重点实验室以松香和多元胺为主要原料 ,合成了无毒、润滑和防锈性能优越的非离子表面活性剂H ,并用该离子表面活性剂做为防锈剂制成的新型环保水基切削液 ,经工业应用结果表明其性能优越 ,是一种完全替代乳化液的理想产品。另外 ,合肥工业大学摩擦学研究所研制的HW - 5型高水基切削液 ,河北玉田康庄新资源技术研究所研制的PA型水基切削液都不含机械油及对人体有害的亚硝酸钠且无磷、无氯 ,不易受细菌感染和发臭变质 ,使用周期长 ,和乳化液相比可以大大减少换液周期 ,减少废液排放 ,对环境不产生污染 ,具有十分重要的环保意义和使用价值。2 .2 选用无毒添加剂的新型切削液选用性能优良且对人体无害和对环境无污染的添加剂 ,或用水基切削液代替油基切削液、用生物降解性好的植物油和合成酯代替矿物油 ,如 :①硼酸酯类添加剂 :硼酸酯容易合成 ,大部分硼酸酯由带羟基的物质 (如醇 )与硼化剂 (如硼酸 )反应而成 ,作为一种新型的减摩抗磨多功能环保型添加剂 ,得到了越来越广泛的应用。除此之外 ,钼酸盐系缓蚀剂能在金属表面形成Fe -MoO4 -Fe2 O3钝化膜 ,是性能良好的防锈剂 ,且几乎没有毒性和对环境的危害性 ,也可作为添加剂使用。2 .3 选用氮气冷却氮气是大气中含量最多的成分 ,液氮作为制氧工业的副产品来源十分广阔。使用液氮作为切削液并将它直接喷射到切削区 ,使用后直接挥发成气体返回大气中 ,没有任何污染物 ,对人体无害 ,从健康和环保方面看 ,是一种很好的切削液替代品。利用氮气的另外一种方法是间接利用 ,不是把液氮直接喷射到切削区 ,美国林肯大学Z .Y .WANG在聚晶CBN刀具上部的方盒内储存液氮 ,由进口输入 ,从出口流出 ,循环冷却刀具 ,达到了预期的效果。
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