浅析金属加工液的现状与发展趋势

【摘要】金属加工油( 液) 主要起、冷却、抗磨抗压、拉伸、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。本文分析了我国金属加工液的应用现状，研究探讨了金属加工液的发展趋势。

【关键词】金属加工液现状发展趋势

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

金属加工液是金属的切削、成型、热处理和防护等四类加工所采用的液, 其中金属切削油(液) 占总量的52%, 其余各类依次分别占总量30% 、9%、9%。它是机械加工工业不可缺少的重要配套材料, 其质量、水平、品种直接影响机械零件的加工质量、生产效率、能耗、材耗及生产环境的改善等。金属加工油(液) 种类繁多, 应用范围很广泛。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。金属加工油(液) 根据其加工工艺类型不同, 可分为金属成型、金属切削、金属防护和金属处理等四大类。其中金属成型和金属切削油(液) 的需求量占整个金属加工油(液) 总量的80%以上。根据金属加工油(液) 的组成和介质状态, 可分为油基型(矿油型) 和水基型。水基型可分为可溶性油、半合成液、合成液。油基型和水基型都可用于金属成型及金属切削方面, 其中油基型约占金属加工油(液) 总量的一半以上, 而金属加工油(液) 占整个工业油总量的20% 左右, 是消耗量较大和品种较多的工业剂。

一、我国金属加工液的应用现状

1、金属加工油(液) 档次低, 质量与国外差距较大

我国应用金属加工油(液) 已经有较长的历史,一般为传统的车削、钻、攻丝、拉削、抛光和成型的轻拔、挤压、模冲、轧制、锻压等金属加工工艺, 其用油、工艺技术、产品质量和品种发展缓慢。金属加工油(液) 需求量约为1 万t/ a。改革开放近十几年来发展较快, 特别是随着大型设备的引进, 包括进口油,需求量约为15 万t/ a。我国金属加工油(液) 以低档为主, 高档油品少, 主要依靠进口, 国内产品质量与国外油品有一定差距。此外高档油进口原因有以下几点: (1) 主要是国外设备厂商与油品供应商有合约, 设备厂商所生产的设备必须使用油品供应商所提供的专用油, 他们之间的利益是互惠的。(2) 引进设备的国内企业难以接受国产替代油, 担心油品质量达不到技术要求, 损坏大型设备, 给企业造成严重的经济损失。(3) 模拟试验和台架试验不能满足试验要求, 国内有关专家根据进口油样的性质进行研究, 虽然理化指标能达到进口油的质量水平, 但由于缺少关键性的模拟试验和台架试验, 研制的替代专用油无法批量生产, 抑制了我国金属加工油(液) 的发展。

2、质量标准与试验方法滞后

国内的金属加工油( 液) 的质量标准和试验方法在与国际标准化接轨方面做了大量工作, 取得了很大进展, 但质量标准化和试验方法的制定落后, 跟不上机械加工业的发展。随着机械加工业新技术的高速发展, 金属加工油(液) 的品种繁多, 组成差异很大。国内将金属加工油(液) 归为工艺用油, 已有的国家标准和行业标准很少, 很多金属加工油(液) 没有质量技术指标。中国已经加入世界贸易组织, 在这样有利的条件下, 有关部门应根据相关信息, 及时取得国外专用油品的质量标准, 参照国外标准制定国家标准或行业标准, 与国外企业接轨, 有利于金属加工油(液) 的发展。

3、模拟试验和台架试验设备、种类和方法缺乏

当前科技人员对所研究的课题, 面临最大的难题就是对我国金属加工油(液) 的模拟试验和台架试验设备的缺乏而感到束手无策。一方面国内机械工业发展较慢, 与国外技术上有差距, 另一方面金属加工油(液) 品种多样, 性质差异大, 工艺不同, 在油品的性能评价中存在试验仪器无法通用化, 测试结果与实际使用不相符, 或是无法获得试验结果等问题。国内有关这类油品的性能评价设备太少, 制约了金属加工油(液) 的研究与开发, 这也是造成国内金属加工油(液) 档次上不去的原因之一。

4、金属加工油(液) 配方落后

我国在金属加工油(液) 中所使用的配方较落后, 有不少有毒、危害性大的材料至今仍然在使用。如含硫化物的硫化脂肪、活性硫化物, 作为极压剂的氯化物, 用于水基型切削液的亚硝酸盐防锈剂, 在可溶性油中作为偶合剂和杀菌剂的酚类化合物等添加剂仍然在继续使用。这无疑会造成环境污染和损害操作工人的身体健康。

二、金属加工液的发展趋势

1、油基、水基加工液并存的格局在将来一段时期内仍会存在

油基和水基加工液各有其优势和不足，例如油基加工液性和防锈性能好，但在高温下易挥发，易产生大量油雾，油雾长期积累会损害人体健康；油基加工液尤其是粘度较高的加工液，自净性能差，加工零件脱油成本高。水基加工液具有优异的冷却性能，是油基加工液无法比拟的（油的导热系数为0.125-0.21W/m・K，而水的导热系数高达0.63W/m・K），使用水基加工液散热快，不易着火，安全可靠。因此，两种加工液互相取代在将来一段时期内出现的可能性不大，两种类型的加工液在市场上还会并存。

2、通用、高效是加工液的重要发展方向由于金

属加工工艺种类复杂，同时各种新型金属材料的广泛应用，造成了金属加工液产品种类繁多，这一方面为加工液的储存、销售带来种种不便，形成一定的附加成本；同时在使用过程中，由于加工液种类繁多，容易造成加工液种类、牌号的不正确使用，当出现这种情况时，轻者影响加工质量和效率，重者造成刀具损坏，甚至停工停产。此外，据调查，加工机床的主轴的标准转速将不断提升，这一趋势对金属加工液提出了更加苛刻的要求。为了在高速、高效和精密加工条件下满足更加苛刻的加工要求，今后金属加工液研发必须注重于通用性和高效性，以确保对不同金属材料的适用性，同时还能满足不同条件下的工艺操作。

3、绿色加工液是将来发展的趋势绿色加工液

是在各国环境法规日臻完善、环保要求日益严格的大背景下产生的，是未来金属加工液的发展趋势。

关于绿色金属加工液到目前为止还没有严格的定义，但综合起来看，绿色加工液应符合以下要求：使用过程不损害人体健康；使用过程符合卫生要求，对环境无污染或低污染；具有生物降解性，并且降解后无毒或低毒。发展绿色加工液必须解决两个关键问题：基础液和添加剂的绿色环保问题。对于油基加工液而言，基础油是最主要的成分，可用于油基绿色金属加工液的基础油主要有合成酯和植物油。对于水基加工液尤其是合成型加工液而言，水的来源丰富且无毒无臭，是理想的绿色基础液，因此在努力提高水基添加剂性和防蚀性的同时，必须重点解决添加剂的生理生态毒性问题。如果这些问题能够得到较好的解决，绿色水基加工液将会取得更大的市场占有率。随着绿色化学和绿色设计的发展和应用水平的提高，绿色基础油和绿色添加剂将会不断发展，这对绿色金属加工液的发展将会起到巨大的推动作用。

总之，金属加工液在过去%&多年的发展历程，也是人们对金属加工液不断了解的过程。金属加工液从最初的粗放型管理，到现在的标准化管理；从单纯的追求使用性能和成本，到现在兼顾健康、环保要求，都说明了金属加工液理论和实践正逐步走向成熟。在节能环保的主旋律下，发展既通用高效，又能满足生理生态要求的新型金属加工液，是%’世纪金属加工液发展的目标。

参考文献：

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