长城金属加工液产品应用技术服务案例的探讨分析

张志东

中国石化润滑油有限公司上海研究院

金属加工液主要起润滑、冷却、抗磨极压、清洁和防腐等作用，是金属材料加工过程中必不可少的液体介质。金属加工液种类繁多，应用领域相当广泛，除了用于各种金属材料加工外，甚至还用于一些非金属的加工工艺。金属加工液按加工工艺类型的不同，可分为成型、切削、防护、热处理等四大类。中国市场目前的金属加工液年需求量约为45万多吨。根据金属加工液的组成和介质状态，又可分为油基型和水基型。

金属加工液产品的主要特点如下：

◇缺乏可操作的通用标准，评价产品以实际使用为主；

◇品种、牌号繁多，单一产品用量小；

◇根据顾客需求及现场具体工况推荐及配置，同一产品在不同客户处会有不同的使用效果；

◇技术含量高，现场服务要求高，产品营销及使用需强大的技术服务支撑，油、液并存，各尽其用。

由于金属加工液产品的上述特点，这类产品在开展技术服务时，需要技术支持人员深入车间现场，与客户密切沟通，获取包括机床、刀具、工件材质、加工精度、加工工艺流程、主要设备参数及防护周期、仓储环境、包装方式等现场第一手有用的技术资料。只有准确掌握了这些有价值的客户现场工艺信息、技术状况和应用要求，才能够在产品推荐的过程中有的放矢，少走弯路，同时也可帮助客户及时发现、判断分析油品出现质量异议或应用失效的真正原因，并进一步提出能够解决客户用油困惑的工艺改进建议、油品实际操作应用的方法技巧和应对措施。本文对长城金属加工液系列产品的典型应用技术服务案例进行了归纳，分析了异常问题的成因，提出了解决措施，为做好金属加工液产品的技术服务提供参考。

案例1：切削加工中油品异味、乳化效果不佳、皮肤过敏

2020年3月，某机械制造有限公司开始使用长城切削液，6月起陆续反馈油品有刺鼻异味、使用乳化效果不佳、工人在操作过程中手部出现脱皮、起泡等问题。

供图/张志东

现场情况

该厂使用设备为立式数控机床（加工中心）——台湾大立机器DAHLTH/MCN-500机床，主要加工40CrMn、铸铁、45#钢等材质的后桥轮边支承座等汽配件，为单机供液方式，采用车、铣、镗、钻孔、攻丝等加工方式，，零部件的周转防锈期一般要求在7～10 d。

问题分析及解决方案

经现场测试，在用长城切削液的折光读数7.8，pH值约9.0，推算其实际使用浓度不小于10%，初步判断，用户将切削液的折光读数误认作是使用浓度，使得在用切削液碱性偏高，引起油品刺激皮肤，造成操作工手部皮肤过敏问题。

操作工对原用某竞品微乳化切削液产品的气味已有一定的适应性，故对产品气味有一定的不适性。

此外，该公司机床设备老化有漏油现象，杂油混入，未及时撇除浮油，从而影响了长城切削液的乳化性能。

为此采取如下解决方案：

◇建议客户定期对油箱进行撇油等清理维护操作，及时去除渣油和杂质；

◇现场对操作工和经销商进行切削液产品关于折光读数和使用浓度相关换算关系的解释说明和折光仪的操作应用指导；

◇提供长城切削液产品的MSDS（化学品安全技术说明书）和SGS安全环保测试报告和资料，长城产品不含对人体皮肤有刺激的不友好组分，在正常使用浓度范围内可放心使用。

案例处置结果

技术支持服务人员通过与客户就切削液产品反馈问题原因的分析、判断及操作维护指导、应用建议等方面的具体沟通和交流，消除了客户和经销商对长城切削液产品的使用疑虑。同时向客户提供了切削液的作业指导书。经后续对长城切削液产品实际应用跟踪，客户按长城油品应用操作规范进行操作维护，再无产品质量异议问题反馈，客户对长城技术服务工作表示认可。

案例2：飞轮壳（铸铁材质）出现锈蚀

油品分析

对客户现场的原包装桶及油槽中的长城防锈油分别进行取样检测，分析检测结果见表1。现场油品外观如图1所示。

图1 在用防锈油外观

表1 原包装桶及油槽中的长城防锈油样品主要质量指标分析检测结果

从表1、图1可知，原包装桶和在用长城防锈油外观透明，40 ℃运动黏度、盐雾等防锈性能等质量指标均符合产品出厂质量指标的要求。

问题分析及解决方案

实地查看了解了该公司生产的飞轮壳产品的清洗、防锈生产线的工艺状况和库存飞轮壳产品仓储环境，发现多数飞轮壳产品出现锈蚀的部位均出现在机加工面（注：飞轮壳产品非机加工面涂覆了防护油漆），飞轮壳外表面的锈蚀多于内表面，锈蚀以点蚀为主，呈不规则分布，且锈蚀表面能触摸到油膜。

客户使用的清洗设备型号为某QXLT600清洗机，具体清洗防锈生产线工艺流程为：喷淋清洗（1道清洗）→高压气枪人工定点吹扫→高温烘干（90～110 ℃）→涂油（涂油机喷涂或人工刷涂）→PE塑料膜封存包装后储运。

经现场工艺排查，初步判断涂油飞轮壳产品出现锈蚀问题的原因如下：

◇清洗液残留。该清洗产线只有1道清洗（无漂洗工序），经清洗后用高压气枪吹扫去除表面的清洗液，操作工从上到下只吹扫一次（吹扫主要集中在螺丝孔，机加工面其它部分很少吹扫），在吹扫过程中由于清洗液的飞溅，机加工面上还有少量清洗液残留（铸铁材质的飞轮壳，残液主要集中在机加工面疏松的空隙中），这些残留的清洗剂很难通过较短时间的烘干处理后被完全去除，由此造成涂覆防锈油的飞轮壳产品表面形成“油包液”的现象，从而引起锈蚀。

◇“凝露”现象。飞轮壳产品经烘干工艺后，尤其是在空气湿度更高、环境温差变化更大的清洗生产线附近，烘干后的飞轮壳产品在冷却过程中可能会产生“凝露”现象，若飞轮壳产品表面“凝露”未被完全干透即喷涂防锈油，凝露水分有可能被防锈油包裹在工件表面，包裹在防锈油中的水分间接导致工件锈蚀。

根据以上分析结果，提出工艺流程改进建议如下：

◇高压气枪人工吹扫操作要规范，尤其是工件孔洞部位的吹扫（同时建议压缩空气机加装油水分离器，以去除压缩空气中的水分）；

在样品预溅射过程(1.3.2)激发掉可能存在污染物或氧化物的表面，待测元素同位素质谱峰强度趋于稳定后即可正式采集分析数据，一般每个激发点采集3到4组分析数据，同一样品选取对称的2到3个位置进行激发，收集全部数据进行平均处理，即为待测杂质元素浓度。

◇气枪吹扫后的飞轮壳产品可再用干燥、干净抹布进行重点擦拭；

◇喷涂防锈油要防止漏涂、漏刷，尤其是滚轮和飞轮壳接触部位；

◇飞轮壳产品涂覆防锈油及封存包装，涂油工件尽可能接近常温，即15～30 ℃；

◇建议在现有清洗防锈流程的基础上优化增加漂洗和脱水防锈工艺，如图2所示。

图2 清洗防锈操作工艺作业示意（优化建议方案）

案例处置结果

后续该客户已按长城所提供的清洗防锈工艺优化改进方案验证生产的飞轮壳产品封存防护效果。经半年多实际应用考察，该客户反馈使用长城防锈油的飞轮壳产品经出口海运和中长期仓储后均无产品锈蚀现象发生。

案例3：雕刻刀工件（白钢材质）出现局部点状锈蚀

2021年7月中旬，某机械制造有限公司反馈其生产的白钢材质雕刻刀工件，涂覆长城防锈油10多天后的工件表面出现局部点状锈蚀。客户反馈防锈油防护效果不佳，造成其部分雕刻刀工件产品表面封存防锈失效。

油品分析

对原包装桶及油槽中的长城防锈油分别进行取样检测，分析检测结果见表2。

表2 原包装桶及在用的长城防锈油样品主要质量指标分析检测结果

由表2可以看出，化验结果产品合格，说明防锈油不存在产品质量问题。

问题分析及解决方案

现场调研了解了该客户机加工及使用防锈油的防护工艺情况：白钢材质的雕刻刀工件→3%～5%(质量分数)浓度磨削液机加工→抹布简单擦拭去除工件表面残留磨削液处理→两头蘸取涂覆防锈油（约3～5 s）封存防护→叠加放到塑料筐中，盖上防尘布室内存放。

依据现场调研结果，分析该客户生产的工件封存防锈工艺存在的缺陷如下：

◇经前道磨削液机加工后白钢材质的雕刻刀工件，用抹布简单擦拭去除工件表面残留磨削液后未充分沥干，导致金属工件材质结构表面孔隙内部有残留磨削液等水分未被完全去除干净，再涂覆防锈油之后工件表面形成“油包水”现象造成封存防锈失效；

◇金属工件两头蘸取涂覆防锈油时间约3～5 s，如此短暂的防锈涂覆方式不利于在金属工件表面通过防锈添加剂渗透方式形成具有一定附着力的防护油膜，可能将间接导致防锈油的防护性能下降；

一般每年 6～9月，加工现场区域持续处于高温高湿气候，这种特殊气候环境对金属工件本身选用的防锈油规格档次、防锈工艺、防护包装均提出更苛刻的性能要求，而目前客户选用的防锈油只是工序间防锈油产品，对于夏季高温高湿的环境，更需要选用防锈周期更长的防锈油产品与之匹配，以确保金属工件的最终整体封存防锈效果。

案例处置结果

针对客户现场防锈工艺情况，技术支持服务人员将防锈油正确操作要求、使用条件说明、操作维护规范等信息，与客户进行了宣导和沟通。目前客户已按照长城技术支持服务人员提出的封存防锈工艺改进建议落实完善相关防护工艺流程，并在每年的6～9月的高温高湿条件下，在加强现场防锈油应用操作规范管理的同时，再选用更高质量档次的防锈油产品，目前客户反馈长城防锈油可满足金属工件的封存防护应用需求。

结束语

金属加工液产品的作用发挥，不仅与产品选择是否正确有关，且与现场应用工艺、技术参数和操作维护是否恰当密切相关。在金属加工液产品的推广应用过程中，技术支持和营销人员应主动深入市场，具体了解其生产工艺对油品的相关性能要求，以真正有的放矢地做好售前选型推荐、售中应用跟踪、售后指导响应服务等技术支持服务工作，确保客户规范、放心使用。