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第一章
_潤滑油‧脂概論
第二章
_石油及合成基潤滑油脂
第三章
_潤滑油‧脂的性狀與試驗
第四章
_切削加工用油概論
第五章
_石油溶劑概論及產品介紹
第六章
_潤滑管理
第七章
_潤滑油‧脂選用要領
第八章
_潤滑油‧脂產品資料
第九章
_附錄
_________________________
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第四章 切削加工用油概論
切削油的製作和分類金屬與切削工具切削油如何配合工作如何處理切削油切削油的使用安全
儲存    混合水溶性油    細菌控制    滲漏油控制    碎渣及污穢物    切削油的給油方式    切削油的處理


四、如何處理切削油

(一)儲存

切削油應該儲存在乾淨、密封的桶中,外加覆蓋,以避免日照或滲漏。這些容器應該清楚地標示,以分辨它們的成份。儲存時必需橫置,以避免水份進入。如果以直立式來儲存,則應用蓋子適當地遮蓋。儲存這些油的地區,必須有足夠的 B 型滅火器(即泡沫滅火器)或 B.C.F. 。這些滅火器數目的多少,都依照儲存地區大小及當地對於可燃及易燃液體的有關法令而決定。

有時會有溢出的情形發生,所以應隨時備有一種惰性矽藻土吸收劑。應儘量避免用鋸屑去吸收流出物,因鋸屑會與油混合而有自燃傾向。同樣地,棉花也會與油產生自燃傾向,所以這些東西不可以儲存在油儲地區。

切削油基本上是惰性的,但它們能像其它有機物一樣與氧化劑發生反應。在有些地區如澳大利亞,氧化劑被標明為黃色危險物品,標有此警告的危險容器不能和切削油在同一地區儲存。

(二)混合水溶性油

水溶性切削油應該是隨用隨混和,不能將已混和的乳化液放置過長時間。雖然混合水溶性切削油是種直接的程序,但是一些簡單的條規應該被遵守。第一,應該將油液倒入盛有水的桶子,不可將水倒入盛有油液的桶子。如果是硬水的話,必須在加入油液前加入軟化的化學品。

其次,算出水溶性油所需之量然後逐漸地加入水中,當加入時,保持攪動,直至全部倒入。從頭到尾正確的攪拌技術是上下翻轉運動,而不是旋轉運動。當用槳葉來攪拌小量液體時,以慢速攪拌較適合。因激烈翻轉會導致乳化液不穩定,所以必需緩慢混合。當任何困難發生時,你的切削油供應商能提供較多的資料,並且協助使用適當的方法。

切記:一定是把水溶性切削油加入水中,不可把水加入水溶性切削油中。水的硬度是一種測量標準,它測量溶解在水中的無機鹽濃度,這種無機鹽能與肥皂反應,產生浮渣。亦可與水溶性切削油反應,導致乳化劑分解。理想狀態是用軟水來沖調水溶性切削油,但是現代的水溶性油已被設計成能與中度硬水混合使用。

在非常硬的水中混合時(水硬度超過150PPM時,參考圖表55)可加入軟化劑到水中,此方法為:在水溶性切削油加入之前,先將每公升100克的蘇打粉(碳酸鈉)或把每公升 300公克的一般蘇打(含有10個水分子的碳酸鈉)加入水中。混合處理過程為一小時,然後將沉澱鹽分析出,把溶液上面清水輕輕倒出,以便用來製造水溶性乳化液。

在硬水區域,最好的方法是裝置水軟化設備。「混合床」系統是較受歡迎的,因為可將所有離子從水中移除,產生非常純的水。此設備尤其適用於水蒸發比較快的系統,因為它可以馬上補充水份,所以是一種理想的設備。如果沒有馬上補充水份,則會導致硬水鹽濃度增加。

我們建議您與切削油的供應商討論任何有關軟化水之程序。

圖表55.水硬度表

水硬度表

含碳酸鈣,百萬分之

Parts per million

(as CaCo)

英制硬度等級

clarks scale

(UK)degrees

德制硬度等級

German Degree

10d=10㎎/L CaCo

軟 Soft

0-50

0- 3.5

0-2.8°d

中度軟Moderately Soft

50-100

3.5- 7.0

2.8- 5.6°d

微軟 Slightly hard

100-150

7.0-10.5

5.6- 8.4°d

中硬 Moderately hard

150-200

10.5-14.0

8.4-11.2°d

硬 Hard

200-300

14.0-21.0

11.2-16.8°d

非常硬 Very hard

超過 300

超過 21.0

超過 16.8°d


(三)細菌控制

導致水溶性乳化液不穩定的原因之一是細菌的存在。這些細菌可靠吃切削油內的脂肪成份、腐蝕抑制劑及乳化液其它的成份生存。如果沒有控制好的話,它們能以很快的速率增殖。所產生的化學變化,使乳化液變得更酸,破壞了乳化穩定性,並且造成金屬腐蝕。

細菌生長產生令人不愉快的副產品是酸味,最糟的味道是由一種叫硫酸還原菌的滋生。它們生長在氧含量低的乳液中,並且產生硫化物氣體,此氣體有時被稱為「星期一早上臭氣」。

乳化液因工廠停工、假日或週末而會變得不穩定,如果我們在油槽中按裝空氣幫浦或自動攪拌器,連續緩慢地攪拌,乳液會與空氣混合,可減低細菌的生長速率。細菌控制最重要的方面是清潔,廢屑會聚集在切削液底部,把切削液內之溶氧降低,使得它更適於細菌生長。

滲漏油會留在切削乳液表面,使乳液和空氣隔離,它減少了乳液內的含氧量,創造了適合細菌生長的有利條件,因此必須儘可能地防止。食物碎屑及其它一般廢物也可增進細菌生長,所以不可把它們投入切削乳液內。

(四)滲漏油控制

要使切削油充份發揮效用,在加工過程中應保持非常良好的控制,特別是有關滲漏油方面的問題。滲漏油是種滲入或流入切削油系統的外來油,它來自一般潤滑所用之礦物油或液壓系統,少量滲漏油會導致水溶性切削油產生一些問題。

滲漏油聚集在乳化液中乃是潤滑油及液壓油滲漏的一種信號。此現象可由定期檢查,定期保養及適當的照顧來避免。

此外,滲漏油是造成乳化液產生的三個問題之原因:

    1.乳化劑負擔過重。

    2.阻塞導管。

    3.細菌會分解乳化液。

當乳化液中的乳化劑再乳化滲漏油,則造成乳化劑負擔過重,破壞了可溶性與非可溶性兩方面的平衡,導致乳化液不穩定或乳化液破解。

乳化劑負擔過重也會造成導管阻塞,這種不穩定會造成乳化劑中非水溶性金屬皂類的分離,使得非水溶性金屬皂類沉積在導管兩側,當較多皂類被沉積在此層時,導管阻塞隨即發生。

在特殊例子中,必需用清潔劑來清洗切削油導管系統。此操作必須在停工時進行,也因此降低了產能。滲漏油產生的另一種問題先前已提過,那就是滲漏油浮在乳化液上,隔離空氣,產生了適合細菌快速生長的理想狀況。

(五)碎渣及污穢物

由於大量的細屑產生及工件光度的嚴格要求,因此在大部份的研磨及搪磨加工都應該裝上清潔及過濾設備。濾網是大部份機械工具最基本的設備。很多操作不會受切削油中停留的細粒子所影響,而較大的碎屑由於地心引力關係,也很容易就被分離出,使用這些濾網就足以完成過濾清潔的任務。

為了要有高表面光度的製成品,我們常使用油性切削油,在研磨上會有碎渣及污穢的問題。由於油性切削油的黏度較高,所以比水性切削油容易積存殘渣。油性切削油也較能長久使用,因為比較能容忍有害物質的聚集。利用一個旁通管路,設置離心機或淨化器便可解決此一問題。

(六)切削油的給油方式

在許多加工作業上,切削油的給油速度可以慢速度,使大量的切削油沖刷切削區域。一般而言,較快流速能提供最佳的冷卻、清潔效果。高壓噴射方法輸送切削油,一般用於高速切削等作業。

另一方面,採用噴霧的方式輸送切削油到工具及工件,可以達到滿意的冷卻效果。當從事深孔、搪孔加工或使用空心柄工具時,這都需要採用高速的給油系統。在切削油輸送系統中完善的擋板是必需的,沒有它們,操作者會把切削油流速減低,以避免濺到自己;如此,也減少了切削地區的冷卻效果。此結果會產生令人不愉快的蒸氣,並且對工具造成傷害。

特別是油性切削油有時會有蒸氣或過熱情形發生,其原因不是很明顯,但可能與下列條件有關:切削油狀態、流速、輸送到切削區方式,操作者的適應性、加工速率、切削工具等。

這些可能有麻煩的地方一一被檢查後,沒有發現任何問題,最好向切削油製造商尋求建議。

油性切削油和水性切削油都會起泡沫,通常可能有泵浦過度猛烈轉動、噴嘴口的限制、不共溶的油相混合(生產時將水溶性油換成油性油,或油性油換成水溶性油)、水溶性油乳化過程中不正確的使用空氣攪動方法等的原因。

(七)切削油的處理

和水溶性切削油比較,油性切削油相對地易於處理。廢油可由機器集油槽和殘屑處理槽收集,固體物質可用過濾法、離心法或磁化法分離。通常把廢油裝在桶中,固體當做廢物丟棄。

大多數廢油可用作燃油,或者噴在燃煤上面處理,但是含氯油,因為會產生酸性廢物,所以不可以用燃燒法處理。

水溶性切削油處理較困難,因為大部份的地方政府不允許倒入河川、水溝、和下水道,我們可以用下面兩種方法處理:

    第一、外包廠商處理,這是最簡單的方法,但是由於可以傾倒的地方越來越少,越來越遠,所以花費會變得很貴;

    第二、乳化液的化學分解,這是目前唯一被接受的處理方法。在化學分解當中,乳化液加入小量的化學藥劑而分離成油和水。成分較少的油可由燃燒而處理掉;水佔了95﹪的體積,在取得地方主管許可後,可以倒至下水道中。跟油含量標準一樣,當地主管機關需要考慮其重金屬、酸鹼值、溫度、生化需氧量、酚、及其它化學含量,向地方主管官員請教是必需要的。

無論用何種方法處理,都是昂貴且無生產力的。當使用水溶性切削油時,最好使用高品質的水溶性切削油,它的使用壽命較長。保持清潔及遵守本章所述的指導方針,更可以延長切削油的使用壽命。


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