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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(shù)工廠車間為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能，采購了多臺五軸數(shù)控加工中心。過去車間使用的是結(jié)構(gòu)簡單的數(shù)控機床，一直采用的是水溶性切削液，沒有關(guān)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(shù)控加工中心之后，延續(xù)了之前切削液的管理方法和使用認(rèn)識，忽視了高端數(shù)控機床對切削液的使用要求。同時，切削液在設(shè)備使用中的狀態(tài)缺乏有效的檢測及維護方法，導(dǎo)致五軸數(shù)控加工中心經(jīng)過一段時間使用后，多臺加工中心陸續(xù)出現(xiàn)故障。經(jīng)廠家維修發(fā)現(xiàn)，機床主軸電氣管線和內(nèi)置系統(tǒng)出現(xiàn)了由切削液引起的嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，造成了設(shè)備電氣系統(tǒng)的隱形故障，故障停機已嚴(yán)重影響到正常的生產(chǎn)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(chǎn)生。
一、機床主要腐蝕情況
1、主軸電氣管線腐蝕問題
設(shè)備廠家維修拆開主軸內(nèi)部發(fā)現(xiàn)，各種電氣管線都附著一些黃褐色物質(zhì)，金屬表面已出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，部分電氣管線外層膠皮已腐蝕硬化脫落，個別管線內(nèi)部已進入切削液，故障分析之后發(fā)現(xiàn)與切削液有關(guān)。因為主軸管線內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)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(nèi)部腐蝕情況
2、機床銹蝕問題
設(shè)備出現(xiàn)故障進行拆卸后發(fā)現(xiàn)，機床內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)一些銹蝕現(xiàn)象，其中一臺 X 軸滾珠絲杠銹蝕嚴(yán)重，為保證加工精度進行更換，現(xiàn)無法評估銹蝕對機床今后會造成何種影響。
3、機床出現(xiàn)結(jié)晶物問題
機床部分縫隙和表面存有一些結(jié)晶物質(zhì)，形成的機理有待分析，這些結(jié)晶物質(zhì)附著力很強，較難去除，經(jīng)設(shè)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(jié)晶情況
二、切削液造成機床腐蝕的原因
針對上述機床出現(xiàn)腐蝕的情況，結(jié)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(zhì)多，有鐵銹
加工工件屬于大型鑄造件，內(nèi)腔雜質(zhì)多，表面存在鐵銹。工件經(jīng)過劃線和普通銑床工序后，轉(zhuǎn)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(zhì)帶到機床的各處，如果鐵銹或切屑在機床內(nèi)部死角聚集或者不能被沖洗掉，會粘結(jié)在機床部件，導(dǎo)致切削液或水蒸氣長期凝結(jié)在鐵銹或切屑與機床粘結(jié)處，機床部件逐漸被銹蝕，甚至整個機床都會出現(xiàn)銹蝕問題。
2、分析現(xiàn)場水質(zhì)，相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)較差
根據(jù)現(xiàn)場采集自來水水質(zhì)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(dǎo)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(dǎo)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(fēng)險。
3、結(jié)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(dǎo)致切削液皂析出，長期粘結(jié)在機床部件上，形成結(jié)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(yīng)用使得大量石灰水混合在切削液內(nèi)，切削液硬度升高，導(dǎo)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(jié)垢物質(zhì)，致使機床密封性能下降。
4、切削液選型標(biāo)準(zhǔn)不清晰
采購五軸數(shù)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(shè)備管理人員到現(xiàn)場操作人員，對切削液的品牌選擇、選型和指標(biāo)要求上都沒有高度重視。
5、現(xiàn)場切削液狀態(tài)長期缺乏檢測
在生產(chǎn)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(yán)格執(zhí)行切削液濃度，PH 值等日常檢驗，因此存在現(xiàn)場切削液使用管理問題。
三、消除和控制機床腐蝕措施
根據(jù)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(chǎn)加工前，增加噴丸處理工序，消除鐵銹、沙粒等雜質(zhì)。
2. 劃線工序不再使用石灰水，消除石灰沉積造成對設(shè)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(biāo)，延長切削液的使用壽命，對設(shè)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(guī)定操作人員定期檢測切削液濃度、PH 值等指標(biāo)。若切削液劣化，需要及時進行更換，根據(jù)濃度變化補充新液，保證切削液質(zhì)量。
6. 規(guī)定切削液廠家定期進行細(xì)菌含量、氯離子含量等指標(biāo)檢測，協(xié)助并指導(dǎo)操作人員進行切削液指標(biāo)監(jiān)控。
7. 每天需要認(rèn)真點檢設(shè)備的切削液過濾裝置狀態(tài)，確保其正常運行 ;每年至少清洗兩次冷卻系統(tǒng)，并使用系統(tǒng)清洗劑進行清洗。
8. 定期對設(shè)備密封性能進行檢驗，發(fā)現(xiàn)問題及時維修處理，防止切削液進入機床內(nèi)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(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。
通過上述切削液對機床腐蝕的案例總結(jié)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(shè)備故障停機，影響生產(chǎn)正常交付。機床腐蝕問題出現(xiàn)后，工廠車間經(jīng)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(shù)控加工中心經(jīng)過一年多的生產(chǎn)運行，設(shè)備運行正常，并未出現(xiàn)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(shè)備故障率，同時提高了設(shè)備利用率，確保了設(shè)備的安全運行。
