腐蝕是金屬表面部分或全部剝離、溶解或軟化的化學(xué)反應(yīng)。銹經(jīng)常被誤用或誤解,只指鐵和鋼。腐蝕不僅包括黑色金屬,還包括有色金屬。以下內(nèi)容主要討論腐蝕的原因和改善措施。
冷卻是金屬加工液最重要的功能之一。有效地冷卻可以保證工具的良好使用壽命和工件的幾何精度。與油相比,水劑在去除熱量方面更好;但純水與新加工的金屬接觸會(huì)導(dǎo)致腐蝕。因此,腐蝕是每個(gè)用戶和水基金屬加工液制造商必須面對(duì)的問題。干切割過程也將面臨腐蝕問題,不僅由水基金屬加工液引起。金屬表面腐蝕的原因有很多。
腐蝕可以發(fā)生在一年內(nèi)的任何時(shí)候。一般來說,7月至9月的溫度和相對(duì)濕度較高,更容易發(fā)生腐蝕。干旱地區(qū)相對(duì)濕度較低,腐蝕很少發(fā)生。
當(dāng)工件與人接觸時(shí),很容易發(fā)生腐蝕。在搬運(yùn)過程中,新機(jī)床和金屬工件表面留下的指紋及皮膚上的汗液會(huì)導(dǎo)致腐蝕。這種情況在酸性皮膚和表面光潔度高的工件中很常見。使用指紋中和劑可以防止類似的指紋腐蝕。
隨著溫度的升高,包括腐蝕在內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度會(huì)更快。夏季高溫和空氣中的水分和氧氣也是加速腐蝕的原因。
當(dāng)水凝結(jié)在工件表面時(shí),電解質(zhì)就會(huì)形成。秋冬季節(jié)能提供防銹保護(hù)的加工液濃度,濕度持續(xù)上升時(shí),不再提供有效的防銹保護(hù)。因此,有必要適當(dāng)調(diào)整濃度。秋冬季節(jié),濃度1:30(3.3%)就足夠了;但在濕熱季節(jié),濃度可能需要提高到1:25(4%),或者直到工件表面生銹。需要注意的是,提高中央槽系統(tǒng)的濃度會(huì)導(dǎo)致泡沫和皮炎。
pH值是金屬加工液控制腐蝕的重要參數(shù)。超過9的高pH值可以保護(hù)黑色金屬,但不利于有色金屬的腐蝕保護(hù),如鋁、黃銅和青銅。
當(dāng)然水硬度會(huì)影響加工液的平衡,不同地理區(qū)域的水硬度不同,調(diào)節(jié)水硬度會(huì)優(yōu)化加工液的性能。
在單機(jī)條件下,如果pH值較低,最簡(jiǎn)單的解決方案是傾倒和清洗水箱,然后根據(jù)推薦的濃度添加新鮮的金屬加工液。如果是加工黑色金屬的中心槽系統(tǒng),可以用適當(dāng)?shù)奶砑觿H值調(diào)整到8.8~9.2。如果pH值特別高,金屬加工液經(jīng)常被污染,需要重新清洗水箱并更換新液。
金屬加工液中的金屬顆粒通常被認(rèn)為是污垢或碎屑。如果不及時(shí)清洗,碎屑會(huì)堆積在工件表面形成電池,碎屑下的金屬往往會(huì)生銹。在單機(jī)條件下,應(yīng)及時(shí)排空-清洗-用清水沖洗,并根據(jù)推薦濃度添加新鮮金屬加工液。
通常,水中的化學(xué)物質(zhì)是積累的,這會(huì)提高加工液的腐蝕程度。所有的水都含有離子,有些離子很有侵蝕性,會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)金屬腐蝕。水中含有氯化物、硫化物和硝酸鹽破壞了金屬表面的保護(hù)層,導(dǎo)致腐蝕。持續(xù)加水會(huì)提高中央槽系統(tǒng)中氯化物、硫化物和硝酸鹽的含量。金屬加工液使用時(shí)間越長(zhǎng),離子的侵蝕性就越高。
使用每種金屬加工液都需要保持一定的濃度才能發(fā)揮最佳性能。定期檢測(cè)金屬加工液的濃度可以避免加工液性能變化問題。
如果用戶懷疑水有侵蝕性,可以通過全面分析取樣確定。當(dāng)中央槽系統(tǒng)的金屬加工液被懷疑導(dǎo)致腐蝕時(shí),請(qǐng)取樣并檢測(cè)離子含量。當(dāng)氯化物、硫化物和硝酸鹽濃度超過可接受范圍時(shí),可以使用去離子水或蒸餾水作為工藝水,也可以選擇耐腐蝕性高的金屬加工液。
在水中的沉淀的固體會(huì)破壞金屬加工液的性能。最常見的例子是水硬度,這是由鈣和鎂離子溶解在水中引起的。
金屬加工液的高細(xì)菌含量會(huì)導(dǎo)致腐蝕。細(xì)菌不僅會(huì)耗盡加工液的成分,還會(huì)降低溶液的pH值。細(xì)菌的代謝物包括弱有機(jī)酸,可以降低加工液的pH值,削弱金屬加工液的耐腐蝕性,從而破壞金屬加工液。
對(duì)于單機(jī)來說,金屬加工液中含有大量的細(xì)菌。最簡(jiǎn)單的解決辦法是傾倒舊加工液,用高效的機(jī)床清洗劑徹底清洗整個(gè)系統(tǒng),用新鮮水沖洗,然后根據(jù)推薦濃度加入新鮮金屬加工液。如果更換新液體困難,也可以使用適當(dāng)?shù)臍⒕鷦?。?duì)于中央槽系統(tǒng),可采取預(yù)防措施,包括正確使用殺菌劑來控制細(xì)菌繁殖。
在建議的濃度范圍內(nèi),金屬加工液將發(fā)揮最佳作用。如果濃度較低,則金屬加工液的成分可能無法達(dá)到建議濃度的效果。甚至導(dǎo)致使用防銹抑制劑,也不能防止新加工和磨削工件的腐蝕。
應(yīng)定期檢測(cè)金屬加工液的濃度?;瘜W(xué)滴定法和折射器(折光儀)是檢測(cè)濃度的最佳方法,可以添加原液來達(dá)到推薦濃度。對(duì)于單機(jī),則不建議使用添加劑打破平衡,應(yīng)傾倒和更換新液體。
一般來說,推薦濃度的金屬加工液最多可提供72小時(shí)的防銹時(shí)間。絕大多數(shù)金屬加工液的防銹時(shí)間隨著金屬材料(如高合金鋼、鑄鐵等)的變化而變化。適當(dāng)濃度下可接受的防銹時(shí)間為48小時(shí);高合金鋼為72小時(shí)。如果防銹要求超過這些時(shí)間,建議使用長(zhǎng)期防銹添加劑。
腐蝕性氣體
金屬加工過程完成后,工件進(jìn)入儲(chǔ)存期。腐蝕很可能是由腐蝕性氣體引起的。熱處理會(huì)排放腐蝕性煙霧,其中最腐蝕性的成分之一是SO2煙霧,它能迅速腐蝕工件表面;建筑粉塵也是導(dǎo)致金屬表面快速腐蝕的因素。
金屬加工區(qū)的通風(fēng)是解決腐蝕性氣體的唯一途徑。去除腐蝕性煙霧可以解決由此產(chǎn)生的腐蝕問題。
雙金屬腐蝕是指加工過程中2中不同金屬由于金屬加工液中導(dǎo)電介質(zhì)的存在和電子轉(zhuǎn)移引起的的腐蝕。一般來說,礦物油含量較高的金屬加工液可以避免這種腐蝕。
由于乳化劑不穩(wěn)定,當(dāng)出現(xiàn)破乳現(xiàn)象時(shí),防銹添加劑失效,則容易產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)乳化劑看起來像水或分層時(shí),乳化劑可能會(huì)失效或損壞。最簡(jiǎn)單的解決方案是傾倒舊金屬加工液,然后用新鮮水沖洗,最后根據(jù)推薦濃度添加新鮮金屬加工液。