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如何防止水基切削液腐蝕機床？
時間 : 2024-04-19 作者 :
近幾年，大多數工廠車間為了提高產品質量和產能，采購了多臺五軸數控加工中心。過去車間使用的是結構簡單的數控機床，一直采用的是水溶性切削液，沒有關注到切削液可能對機床造成的影響，因此對切削液品牌選用沒有引起足夠重視。
工廠車間在使用五軸數控加工中心之后，延續了之前切削液的管理方法和使用認識，忽視了高端數控機床對切削液的使用要求。同時，切削液在設備使用中的狀態缺乏有效的檢測及維護方法，導致五軸數控加工中心經過一段時間使用后，多臺加工中心陸續出現故障。經廠家維修發現，機床主軸電氣管線和內置系統出現了由切削液引起的嚴重腐蝕現象，造成了設備電氣系統的隱形故障，故障停機已嚴重影響到正常的生產交付。
本文對機床腐蝕問題進行重點分析，并提出了有效的消控措施，避免機床腐蝕的產生。
一、機床主要腐蝕情況
1、主軸電氣管線腐蝕問題
設備廠家維修拆開主軸內部發現，各種電氣管線都附著一些黃褐色物質，金屬表面已出現銹蝕現象，部分電氣管線外層膠皮已腐蝕硬化脫落，個別管線內部已進入切削液，故障分析之后發現與切削液有關。因為主軸管線內部結構復雜且腐蝕程度已造成故障隱患，需要對管線整體進行更換，但機床配件進口周期較長，造成長時間停機維修，損失較大。
主軸內部腐蝕情況
2、機床銹蝕問題
設備出現故障進行拆卸后發現，機床內部已經出現一些銹蝕現象，其中一臺 X 軸滾珠絲杠銹蝕嚴重，為保證加工精度進行更換，現無法評估銹蝕對機床今后會造成何種影響。
3、機床出現結晶物問題
機床部分縫隙和表面存有一些結晶物質，形成的機理有待分析，這些結晶物質附著力很強，較難去除，經設備廠家維修后分析已對機床表面造成腐蝕，存在密封性能降低的隱患。
結晶情況
二、切削液造成機床腐蝕的原因
針對上述機床出現腐蝕的情況，結合具體加工工況及切削液的使用情況分析如下。
1、加工工件雜質多，有鐵銹
加工工件屬于大型鑄造件，內腔雜質多，表面存在鐵銹。工件經過劃線和普通銑床工序后，轉到五軸加工工序，由于在五軸加工過程中，切削液除了起到加工潤滑、冷卻等主要作用外，同時將大量的鐵銹、沙粒、切屑等雜質帶到機床的各處，如果鐵銹或切屑在機床內部死角聚集或者不能被沖洗掉，會粘結在機床部件，導致切削液或水蒸氣長期凝結在鐵銹或切屑與機床粘結處，機床部件逐漸被銹蝕，甚至整個機床都會出現銹蝕問題。
2、分析現場水質，相關指標數據較差
根據現場采集自來水水質分析得出，氯化物、硬度、硫酸根離子含量偏高。例如，自來水的電導率偏高，氯離子和硫酸根離子含量偏高，不適合用于切削液混配，如果用于切削液混配，會造成機床銹蝕及切削液使用壽命降低。而過濾之后的純凈水，電導率及離子含量較低，適用于切削液混配，可以延長切削液使用壽命，降低機床銹蝕的風險。
3、結晶殘留形成原因
原因一，水中的鈣鎂離子含量較高，同時在用切削液的抗硬水能力較差，導致切削液皂析出，長期粘結在機床部件上，形成結晶物。
原因二，車間劃線工序為了在工件毛坯劃出清晰的線條，一直在毛坯表面涂一層白色石灰水，長時間的應用使得大量石灰水混合在切削液內，切削液硬度升高，導致切削液皂析出，造成機床密封處積有附著力很強且較難去除的結垢物質，致使機床密封性能下降。
4、切削液選型標準不清晰
采購五軸數控加工中心之前，車間大多采用的是乳化液和成本較低的切削液，從車間設備管理人員到現場操作人員，對切削液的品牌選擇、選型和指標要求上都沒有高度重視。
5、現場切削液狀態長期缺乏檢測
在生產過程中，操作人員最初是按照切削液比例要求配制并進行濃度檢驗，直到下次切削液劣化更換，期間沒有嚴格執行切削液濃度，PH 值等日常檢驗，因此存在現場切削液使用管理問題。
三、消除和控制機床腐蝕措施
根據造成機床腐蝕的原因，采取以下具體消控措施進行整改。
1. 增加工藝要求，工件毛坯在生產加工前，增加噴丸處理工序，消除鐵銹、沙粒等雜質。
2. 劃線工序不再使用石灰水，消除石灰沉積造成對設備的腐蝕。
3. 通過幾種切削液比對試驗，選擇一種綜合性能較高，防銹性能較好的切削液。
4. 用純凈水代替自來水配制切削液。雖然成本有所增加，但能夠提高切削液綜合性能指標，延長切削液的使用壽命，對設備防銹起到較好的作用。
5. 建立切削液定期檢查制度并進行記錄。規定操作人員定期檢測切削液濃度、PH 值等指標。若切削液劣化，需要及時進行更換，根據濃度變化補充新液，保證切削液質量。
6. 規定切削液廠家定期進行細菌含量、氯離子含量等指標檢測，協助并指導操作人員進行切削液指標監控。
7. 每天需要認真點檢設備的切削液過濾裝置狀態，確保其正常運行 ;每年至少清洗兩次冷卻系統，并使用系統清洗劑進行清洗。
8. 定期對設備密封性能進行檢驗，發現問題及時維修處理，防止切削液進入機床內部。
9. 對刀庫、工作臺等易殘留切削液部位定期用切削液進行清洗處理，避免出現腐蝕現象。
通過上述切削液對機床腐蝕的案例總結分析得出，由于工廠車間未重視切削液的使用和管理，造成高端設備故障停機，影響生產正常交付。機床腐蝕問題出現后，工廠車間經過與廠家共同診斷分析，及時采取了行之有效的消控措施。目前，使用合適切削液后，五軸數控加工中心經過一年多的生產運行，設備運行正常，并未出現之前存在的機床腐蝕問題。
這也進一步證明選擇合適的、不會對機床造成腐蝕的切削液，可以消除切削液對機床造成腐蝕的隱患，明顯降低設備故障率，同時提高了設備利用率，確保了設備的安全運行。
