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淺析金屬加工液現狀與發(fā)展趨勢

日期:2021/8/28    來(lái)源:豆丁網(wǎng)

  金屬加工液是金屬的切削、成型、熱處理和防護等四類(lèi)加工所采用的潤滑液,其中金屬切削油(液)占總量的52%,其余各類(lèi)依次分別占總量30%、9%、9%。它是機械加工工業(yè)不可缺少的重要配套材料,其質(zhì)量、水平、品種直接影響機械零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、能耗、材耗及生產(chǎn)環(huán)境的改善等。金屬加工油(液)種類(lèi)繁多,應用范圍很廣泛。除了用于各種金屬材料加工外,甚至還用于一些非金屬的加工工藝。金屬加工油(液)根據其加工工藝類(lèi)型不同,可分為金屬成型、金屬切削、金屬防護和金屬處理等四大類(lèi)。其中金屬成型和金屬切削油(液)的需求量占整個(gè)金屬加工油(液)總量的80%以上。根據金屬加工油(液)的組成和介質(zhì)狀態(tài),可分為油基型(礦油型)和水基型。水基型可分為可溶性油、半合成液、合成液。油基型和水基型都可用于金屬成型及金屬切削方面,其中油基型約占金屬加工油(液)總量的一半以上,而金屬加工油(液)占整個(gè)工業(yè)潤滑油總量的20%左右,是消耗量較大和品種較多的工業(yè)潤滑劑。


一、我國金屬加工液的應用現狀
1、金屬加工油(液)檔次低,質(zhì)量與國外差距較大
我國應用金屬加工油(液)已經(jīng)有較長(cháng)的歷史,一般為傳統的車(chē)削、鉆、攻絲、拉削、拋光和成型的輕拔、擠壓、模沖、軋制、鍛壓等金屬加工工藝,其用油、工藝技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和品種發(fā)展緩慢。金屬加工油(液)需求量約為1萬(wàn)t/a。改革開(kāi)放近十幾年來(lái)發(fā)展較快,特別是隨著(zhù)大型設備的引進(jìn),包括進(jìn)口油,需求量約為15萬(wàn)t/a。我國金屬加工油(液)以低檔為主,高檔油品少,主要依靠進(jìn)口,國內產(chǎn)品質(zhì)量與國外油品有一定差距。此外高檔油進(jìn)口原因有以下幾點(diǎn):(1)主要是國外設備廠(chǎng)商與油品供應商有合約,設備廠(chǎng)商所生產(chǎn)的設備必須使用油品供應商所提供的專(zhuān)用油,他們之間的利益是互惠的。(2)引進(jìn)設備的國內企業(yè)難以接受?chē)a(chǎn)替代油,擔心油品質(zhì)量達不到技術(shù)要求,損壞大型設備,給企業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失。(3)模擬試驗和臺架試驗不能滿(mǎn)足試驗要求,國內有關(guān)專(zhuān)家根據進(jìn)口油樣的性質(zhì)進(jìn)行研究,雖然理化指標能達到進(jìn)口油的質(zhì)量水平,但由于缺少關(guān)鍵性的模擬試驗和臺架試驗,研制的替代專(zhuān)用油無(wú)法批量生產(chǎn),抑制了我國金屬加工油(液)的發(fā)展。
2、質(zhì)量標準與試驗方法滯后
國內的金屬加工油(液)的質(zhì)量標準和試驗方法在與國際標準化接軌方面做了大量工作,取得了很大進(jìn)展,但質(zhì)量標準化和試驗方法的制定落后,跟不上機械加工業(yè)的發(fā)展。隨著(zhù)機械加工業(yè)新技術(shù)的高速發(fā)展,金屬加工油(液)的品種繁多,組成差異很大。國內將金屬加工油(液)歸為工藝用油,已有的國家標準和行業(yè)標準很少,很多金屬加工油(液)沒(méi)有質(zhì)量技術(shù)指標。中國已經(jīng)加入世界貿易組織,在這樣有利的條件下,有關(guān)部門(mén)應根據相關(guān)信息,及時(shí)取得國外專(zhuān)用油品的質(zhì)量標準,參照國外標準制定國家標準或行業(yè)標準,與國外企業(yè)接軌,有利于金屬加工油(液)的發(fā)展。
3、模擬試驗和臺架試驗設備、種類(lèi)和方法缺乏
  當前科技人員對所研究的課題,面臨最大的難題就是對我國金屬加工油(液)的模擬試驗和臺架試驗設備的缺乏而感到束手無(wú)策。一方面國內機械工業(yè)發(fā)展較慢,與國外技術(shù)上有差距,另一方面金屬加工油(液)品種多樣,性質(zhì)差異大, 匯藝不同,在油品的性能評價(jià)中存在試驗儀器無(wú)法通用化。測試結果與實(shí)際使用不相符,或是無(wú)法獲得試驗結果等間題面內看關(guān)這類(lèi)油品的性能評價(jià)設備太少,制約了金屬工油(液)的研究與開(kāi)發(fā),這也是造成國內金屬加工油(液)檔次上不去的原因之一。
4、金屬加工油(液)配方落后

我國在金屬加工油(液)中所使用的配方較落后,有不少有毒、危害性大的材料至今仍然在使用 如含鏡花物的疏化脂肪、活性硫化物,作為極壓劑的氯化物,用于水基型切削液的亞硝酸鹽防銹劑,在可溶性油中作為偶合劑和殺菌劑的酚類(lèi)化合物等添加劑仍然在繼續使用。這無(wú)疑會(huì )造成環(huán)境污染和損害操作工人的身體健康。


二、金屬加工液的發(fā)展趨勢
1、油基、水基加工液并存的格局在將來(lái)一段時(shí)期內仍會(huì )存在
油基和水基加工液各有其優(yōu)勢和不足,例如油基加工液潤滑性和防銹性能好,但在高溫下易揮發(fā),易產(chǎn)生大量油霧,油霧長(cháng)期積累會(huì )損害人體健康,油基加工液尤其是粘度較高的加工液, 自?xún)粜阅懿?,加油零件脫油成本高。水基加工液具有?yōu)異的冷卻憐能,是油基加工液無(wú)法比擬的(油的導熱系數為0. 125—0. 21W/m?K,而水的導熱系數高達0.63W/m2K),使用水基加工液散熱快,不易著(zhù)火,安全可靠。因此,兩種加工液互相取代在將來(lái)一段時(shí)期內出現的可能性不大,兩種類(lèi)型的加工液在市場(chǎng)上還會(huì )并存。
2、通用、高效是加工液的重要發(fā)展方向由于金
屬加工工藝種類(lèi)復雜,同時(shí)各種新型金屬材料的廣泛應用,造成了金屬加工液產(chǎn)品種類(lèi)繁多,這一方面為加工液的儲存、銷(xiāo)售帶來(lái)種種不便,形成一定的附加成本:同時(shí)在使用過(guò)程中,由于加工液種類(lèi)繁多,容易造成加工液種類(lèi)、牌號的不正確使用, 當出現這種情況時(shí),輕者影響加工質(zhì)量和效率,重者造成刀具損壞,甚至停工停產(chǎn)。此1外,據調查,加工機床的主軸的標準轉速將不斷提升,這一趨勢對金屬加工液提出了更加苛刻的要求。為了在高速、高效和精密加工條件下滿(mǎn)足更加苛刻的加工要求,今后金屬加工液研發(fā)必須注重于通用性和高效性,以確保對不同金屬材料的適用性,同時(shí)還能滿(mǎn)足不同條件下的工藝操作。
3、綠色加工液是將來(lái)發(fā)展的趨勢綠色加工液
是在各國環(huán)境法規日臻完善、環(huán)保要求日益嚴格的大背景下產(chǎn)生的,是未來(lái)金屬加工液的發(fā)展趨勢。關(guān)于綠色金屬加工液到目前為止還沒(méi)有嚴格的定義,
但綜合起來(lái)看,綠色加工液應符合以下要求:使用過(guò)程不損害人體健康;使用過(guò)程符合衛生要求,對環(huán)境無(wú)污染或低污染;具有生物降解性,并且降解后無(wú)毒或低毒。發(fā)展綠色加工液必須解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:基礎液和添加劑的綠色環(huán)保問(wèn)題。對于油基加工液而言,基礎油是最主要的成分,可用于油基綠色金屬加工液的基礎油主要有合成酯和植物油。對于水基加工液尤其是合成型加工液而言,水的來(lái)源豐富且無(wú)毒無(wú)臭,是理想的綠色基礎液,因此在努力提高水基添加劑潤滑性和防蝕性的同時(shí),必須重點(diǎn)解決添加劑的生理生態(tài)毒性問(wèn)題。如果這些問(wèn)題能夠得到較好的解決,綠色水基加工液將會(huì )取得更大的市場(chǎng)占有率。隨著(zhù)綠色化學(xué)和綠色設計的發(fā)展和應用水平的提高,綠色基礎油和綠色添加劑將會(huì )不斷發(fā)展,這對綠色金屬加工液的發(fā)展將會(huì )起到巨大的推動(dòng)作用。
總之,金屬加工液在過(guò)去%&多年的發(fā)展歷程,也是人們對金屬加工液不斷了解的過(guò)程。金屬加工液從最初的粗放型管理,到現在的標準化管理;從單純的追求使用性能和成本,到現在兼顧健康、環(huán)保要求,都說(shuō)明了金屬加工液理論和實(shí)踐正逐步走向成熟。在節能環(huán)保的主旋律下,發(fā)展既通用高效,又能滿(mǎn)足生理生態(tài)要求的新型金屬加工液,是%'世紀金屬加工液發(fā)展的目標。


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