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
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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
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含碳酸鈣,百萬分之
Parts per million
(as CaCo)
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英制硬度等級
clarks scale
(UK)degrees
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德制硬度等級
German Degree
10d=10㎎/L CaCo
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軟 Soft
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0-50
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0- 3.5
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0-2.8°d
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中度軟Moderately Soft
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50-100
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3.5- 7.0
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2.8- 5.6°d
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微軟 Slightly hard
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100-150
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7.0-10.5
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5.6- 8.4°d
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中硬 Moderately hard
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150-200
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10.5-14.0
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8.4-11.2°d
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硬 Hard
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200-300
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14.0-21.0
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11.2-16.8°d
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非常硬 Very hard
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超過 300
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超過 21.0
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超過 16.8°d
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(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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