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1、水性金属加工液更换的评判依据企业实验室分析方法。1外观水性切削液根据矿物油含量的不同，在业内普遍分为三 种，乳化液、半合成和全合成三类。前两者含有5%70%的矿 物油。而全合成切削液，原液不含有矿物油。这两种产品外观 有很大区别。乳化液及半合成产品配制好后，呈牛奶状乳白色 或浅黄色液体，而全合成切削液配制好后，是无色透明的。随 着科技的进步，向切削液内添加染料的做法已经被淘汰，因此 客户如果买到有其他颜色的切削液，请咨询供应商相关原因， 是否添加了染料，及添加的染料信息。(1) 外观是重要的监控指标，需要每天监控、记录。(2) 外观监控包括：切削液颜色、气味、切削液状态， 是否有泡沫等异常情况
2、。(3) 随着切削液的使用，切削液外观会逐渐变化，一般 新配制的乳化液是白色乳状，由于在生产中混入了很多杂油和 其他杂质，导致颜色变成浅黄色，全合成切削液变模糊。但这 些微观变化不影响使用。如果颜色发生了很大的变化，比如变 成棕色或者灰色，则说明切削液内混入杂质过量，或者滋生了 大量细菌。因此需要采取相应的措施进行管理。(4) 切削液基本都含有乳化剂，因此在运行过程中肯定 会产生泡沫。适量的泡沫是可以接受的，但如果溢出或者出现 长期不能消失的泡沫，需要联系供应商解决。(5) 如果切削液出现了很大的刺激性气味，说明已经滋 生大量细菌，需要及时处理，否则会导致切削液报废、工件生 锈，因此发现异味需
3、及时处理。尽管单一凭借外观，无法做出切削液是否需要更换的决 定，但外观无疑是一项重要的日常监控指标。2pH值pH值是监控切削液一项非常重要的指标，因为切削液原 液内都含有很多碱储备，用于抵御细菌等微生物的侵蚀。一旦 pH过低，意味着碱储备不足，pH值将快速下降，细菌同时大 量繁殖。由于细菌在pH值高于8.5时，繁殖很缓慢，因此， 日常控制范围为8.59.5。而过高的pH会导致皮肤腐蚀。(1) pH值需要每天监控、记录，建议采用精密试纸 (6.510范围)或精确到小数点后两位的pH测试仪。广泛 试纸是不可接受的，也是无效的。（2）良好的切削液管理，pH值基本稳定不变。一旦出现 大幅下降，很可能是
4、滋生细菌（因为细菌在繁殖过程中释放酸 性物质，消耗碱性物质）。（3）旦pH值低于8.5,也不意味着切削液必须更换， 完全可以通过添加原液，或者pH提高剂来提升pH值到正常稳 定值。注意pH值提高剂必须与现用的切削液兼容，否则会导 致事倍功半，甚至切削液不稳定，出现破乳等极端情况。（4）好的pH提高剂或者pH稳定剂应该是长效缓释，而 且安全环保的，切记不能滥用强碱性物质，以免出现操作人员 皮肤过敏、腐蚀等风险。（5）有少量切削液考虑与加工金属的兼容性，pH值为中 性。因此初始的pH值就是7.58.5。这类产品的抑菌并不是 靠碱储备。但稳定的pH值仍然是关键指标。（6）冰冻三尺非一日之寒，pH值也
5、不是很快就会降低到 8.5以下。只要保持日常监控，发现异常及时处理，就能保证 pH值在正常范围。3折光浓度折光浓度的测量是依据水和油对光折射的不同，观察含油 量，折算成浓度值。对于新配制的切削液，折光浓度是很准确 的。但随着切削液内进入杂油，折光仪的界面慢慢模糊。混入 机床的液压油、导轨油、齿轮油、淬火油、防锈油等，都会使 测量值较实际值偏高。(1) 折光浓度测量方便，是衡量切削液含量的主要指 标，需每天监控、记录。(2) 折光浓度在测量前需要用配制切削液的水来校正折 光仪。(3) 折光浓度过低，需要立即添加原液，否则容易出现 加工工件不良、切削液变质等严重后果。(4) 由于杂油对测量结果的干
6、扰，因此建议在夏季将折 光浓度的控制上限提高1%2%。4滴定浓度因为折光浓度有较大的测量误差，所以滴定浓度不失为一 种更准确的分析方法，原理是利用盐酸滴定切削液内碱性物 质，直至pH值到4。利用消耗盐酸量计算切削液的浓度。(1) 切削液滴定浓度需要有实验室，有条件的用户可以 保证每天测量，否则建议每周测量一次。(2) 向切削液内添加pH提高剂等物质，会影响滴定浓 度，导致测量值偏高。(3) 过高的总硬度，也会使滴定测量值偏高。(4) 基于以上的原因，同一样品，折光浓度和滴定浓度 会有一定的误差。5游离油游离油的含义为切削液无法吸收，而游离出来的杂油。测 量方法很简单，将均匀的切削液倒入100
7、mL量筒中，静止24 h，然后观察量筒中杂油的液面高度，建议不超过2%。（1）正常切削液内都会含有过量的乳化剂，因此会吸收 一部分外来油，但如果杂油过多，则无法吸收，游离出来。过 量的游离油覆盖在液体表面，隔绝空气，为厌氧菌的繁殖提供 良好的环境。因此建议定期撇油，每周测量一次游离油含量。（2）过量的游离油会消耗大量乳化剂，导致配方的不平 衡，易出现油水分离的情况，也就是破乳。因此需及时处理。（3）采用有效的撇油器和使用滤纸过滤，是去除游离油 的最好办法。6总硬度总硬度，含义是切削液内总的钙镁离子含量，目前可以方 便的用试纸测定，也可采用滴定方法测量。（1）由于水中的钙镁离子会和阴离子型表面活
8、性剂发生 反应，生成有机钙，形成皂化物，堵塞滤芯等过滤系统。过硬 的水会消耗大量的乳化剂，导致切削液直接破乳。因此建议每 周必须测量一次，控制总硬度低于500 ppm。（2）在机加过程中，切削液喷溅到加工部位，水分蒸 发，而水中的钙镁离子不断累积。因此，切削液的总硬度不断 升高。（3）抗硬水能力是衡量切削液稳定性能的重要指标，目 前质量好的切削液能够达到在1500 ppm以上稳定，无皂化物 和分层。但如此高的硬度，残留在工件表面的切削液水分蒸发 后，会有很多固体残留，影响加工工件的表面质量。因此日常 添加去离子水或软化水是最好的控制硬度过高和延长切削液寿 命的办法。（4）目前还没有降低切削液总
9、硬度的办法，而当使用时 间长后，硬度达到上限值，切削液也会变得不稳定，所以即使 其他的指标正常，也要考虑换液。（5）供应商给出的500 ppm上限值可以作为参考。如果 在此硬度下，切削液稳定，而加工的工件也符合生产要求，则 可以适当提高控制范围。但前提是充分评估此切削液的抗硬水 能力。7电导率纯净水不导电，新配制的切削液导电率在12 ms/cm， 而切削液的电导率控制范围为5 ms/cm。电导率需要每周测量 一次。(1) 电导率衡量了切削液系统内离子含量的多少，电导 率越高，说明切削液杂质越多。(2) 0常添加采用去离子水或软化水，会有效降低电导 率的升高。(3) 过高的电导率，会导致工件表面
10、的残留。不但影响 表面光洁度，甚至出现工件锈蚀等问题。(4) 电导率过高对切削液的稳定性能不会造成太大冲 击，但对工件的加工质量及防锈周期会有很大影响。8氯含量众所周知，氯元素能够加速工件和设备的锈蚀，因此在机 加过程中，需严格控制切削液中氯离子含量。供应商给出的建 议是 200 ppm。(1) 自来水是氯元素的主要来源，因此日常添加水需要 用去离子水。(2) 当氯含量高于200 ppm后，在夏季湿度很高的沿海 地区，很容易导致工件生锈。但即使切削液氯含量很低，也不 能靠切削液本身进行防锈。超过一天的工序间防锈都需要利用 防锈油或其他手段来实现。(3) 衡量切削液的防锈性能，也可以采用国际通用
11、的铸 铁屑防锈测试方法(IP287)。当切削液的防锈性能达标，则 氯含量也可以适当放宽。9细菌/真菌含量细菌真菌目前可以用菌板快速测量。由于细菌大量繁殖时 会释放酸性物质，导致pH下降，同时伴有强烈异味。同时菌 板价格较贵，检测时间需要72 h。因此对切削液细菌的监 控，1530 d为一个周期为宜。(1) 很多客户谈“菌”色变，认为切削液生菌就需要换 液了，其实细菌完全可以消灭。(2) 当细菌含量低于105 mL时，完全可以通过添加原 液，增加循环来控制细菌。当细菌含量高于105 mL时，需要 添加杀菌剂和原液。(3) 当切削液出现细菌后，细菌会消耗油性成分，导致 加入切削液原液后，浓度不上升
12、，反而下降很快，就像一个甲 亢病人永远吃不饱一样。所以彻底消灭细菌，pH值稳定后， 才算系统稳定。很多用户发现加入很多杀菌剂和原液，pH值 仍然未达到正常值，从而放弃杀菌，彻底换液，导致停工停 产，增加了换液成本和废水排放。(4) 目前市场上有碱性长效杀菌剂，如吗啉类、三嗪类 等，杀菌效果缓慢，持续时间长，适宜作为系统稳定剂，如果 滋生大量细菌，需要大剂量添加。而异噻唑啉酮类的杀菌剂多 为酸性杀菌剂，为广谱杀菌，对真菌和细菌均有良好的杀菌效 果。药效时间只有8卜当添加此类杀菌剂后，pH值会略微下 降，需要添加大量原液和pH提高剂，将pH提高到新配制液的 正常水平，浓度提高至正常控制范围的上限。
13、同时监控pH值 变化，如果不继续下降，则细菌彻底被消灭。（5）细菌都有抗药性，如果长期生菌，需要更换杀菌剂 类型。（6）防范胜于救灾，良好的日常管理，杜绝细菌滋生， 是维护系统稳定运行、节能减排的最好办法。10其他监控指标切削液的分析项目还有很多，比如：防锈性能测试，润滑 性能测试，稳定性试验测试，元素含量分析，亚硝酸盐含量测 试等等，针对不同的客户需求，可以采用对应的分析方法，给 客户一个指导生产的理论依据，在此不一一赘述。11结论尽可能延长切削液的使用寿命，是降低生产成本，减少废 水排放，提高生产效率的最好办法。通过科学管理，降低消 耗，把每一滴金属加工液都用到极致，是我们润滑人一生的致 力方向。
