轴承磨加工水基切削液的合理选择

2021-08-12刘畅

哈尔滨轴承 2021年2期

刘畅

（哈尔滨轴承集团有限公司技术中心，黑龙江哈尔滨 150036）

1 前言

在机械行业中，切削液被广泛应用于各种磨削加工中，主要作用是润滑、清洗、防锈和冷却。因此合理选用切削液能有效地改善加工表面质量、降低磨削温度并减小磨削力。水基切削液通常分为三大类，即乳化液、合成切削液和半合成切削液。其中合成切削液及半合成切削液因其良好的冷却性能、清洗性能以及好的可见性，加之使用寿命长, 成为切削液的发展趋势[1]。

针对我公司现用切削液存在的操作者过敏、切削液清洗效果不佳、工序间防锈时间短等问题，经过系统科学的检测、试验、分析及计算，选择出适合我公司使用的切削液。

2 切削液使用效果调研

2.1 致敏性

操作者在使用现用切削液时，会出现皮肤发痒、红肿，严重时甚至会发生溃烂；有的操作者因为对切削液过敏严重，只能采用防锈水代替切削液进行平面磨床的操作，但是防锈水中的亚硝酸钠有致癌风险且不符合环保要求。

2.2 工序间防锈效果

根据规定，工序间防锈周期为七天，但经调查发现：当现用切削液浓度低于 6% 时，夏季轴承表面一天就会生锈，不符合工序间防锈规程规定，只能通过提高切削液浓度的方法延长防锈时间，从而增加切削液原液的用量，进而增加经济成本。

2.3 消耗量

在实际生产中，切削液使用浓度及添加液实测浓度均大幅高于厂家推荐浓度最高值，说明切削液原液消耗量高，导致成本升高。

3 试验方案

试验切削液型号：WL-202、3755H、M2016、M3019A。

试验设备：分别选用内沟、平面、外沟磨床设备进行试验，保证切削液使用效果的普遍性。

检测项目：理化检验、表面粗糙度、切削液浓度、添液配比、致敏性、工序间防锈、气味、腐蚀性、消泡性。

4 试验结果对比及分析

4.1 理化检验

本文检测的切削液主要性能如表 1 所示。

表1 切削液主要特性

4.2 外观对比

WL-202 切削液呈透明淡黄色，3755H 切削液呈乳白色，M2016 切削液呈淡黄色，3019A 切削液呈透明淡黄色。

4.3 配比浓度

WL-202 切削液配比浓度为实测配比浓度；M2016 为推荐浓度 5%；3755H 切削液使用浓度为 4~5%。当切削液浓度低于 4% 时，由于厂区用自来水硬度较高，工序间防锈能力不足；当切削液浓度高于 5% 时，不能显著提高磨削效果，反而会造成原液的浪费，增加成本。

分别选用 4% 及 5% 两个浓度进行粗磨内沟工序磨削效果的对比试验，试验结果如表 2 切削液配比浓度所示。

表2 切削液配比浓度 µm

试验表明：两个浓度的切削液在加工零件时，粗糙度结果均满足 P5 级工艺要求的粗磨粗糙度 Ra0.8 的规定。两种浓度切削液加工的套圈粗糙度平均值相差不大，因此选择 4% 浓度作为后续试验的规定浓度值。

4.4 添加液配比

由于切削液具有冷却性能，磨削时切削液会蒸发带走热量，因此每天需要添加一定浓度的添加液，以确保磨削时切削液的浓度保持不变。

3755H 切削液推荐添加液配比为 1:50，最初试验添加 360ml 原液于 18L 水中，发现浓度升高超过规定值，因此需要降低配比。经过后续试验，发现添加 200ml 原液于 18L 水中，即配比为1:90 时，浓度达到规定值范围。在该添加液配比条件下，连续记录 4 次添液前后浓度对比数据, 如表 3 所示。

表3 添加液配比浓度

由表 3 可知：在 1:90 为添加液配比的条件下，4 次实测添加后浓度呈逐步提高趋势，且浓度最终已经接近 5% 浓度上线，证明切削液消耗量较小，有效成分能够保留，只是蒸发带走大部分水分。因此确定，在日常加工过程中，添加175 ~ 200ml 切削液原液于 18L 水中，每天跟踪加工浓度，测量结果为 3.92 ~ 4.2（3.3 ~ 3.5），满足正常使用需求。