金属加工液是机加工中非常重要的组成部分,它的主要功能是润滑、冷却、清洗和防锈,在机加工中扮演者不可替代的角色。它可以提高加工精度、减少刀具磨损、提高生产效率,选用合适的加工液使许多复杂和困难的加工成为可能。然而,金属加工液如果使用不当,则会对人体健康和安全产生危害,因此这一问题不容忽视。

 

 

一般的金属加工液组成比较复杂,由十几种添加剂组成,而配方中的添加剂在现场使用过程中会发生一些不同的变化:物理变化、化学变化和生物变化。

 

▶ 物理变化

−污垢/金属碎屑累积

−杂油含量增加

−碱性强

−乳液不稳定

 

▶ 化学变化

−有效杀菌剂浓度下降

−过量添加剂杀菌剂

−溶解的金属离子

−亚硝酸胺/有机酸

 

▶ 生物变化

−细菌/真菌急剧增长

−系统堵塞/腐败

−内毒素累积

−存在人类病原体

 

而这些变化正是危害人体健康和安全的来源!

 

在加工过程中,操作者是不可避免地接触金属加工液,如手直接抓取零件、加工中金属加工液的飞溅、吸入加工中产生的油烟、油雾等,均可能导致皮肤、呼吸道等问题。对于水基的产品来说,各家供应商都在专注于如何让切削液使用寿命更长,以减少废液排放成本和停机时间。供应商们为此会加一些杀菌剂、腐蚀抑制剂,杀菌剂是导致皮肤过敏常见的原因。

 

另外,切削液一般呈弱碱性的,pH值在8.5~9.8之间,而人体皮肤的pH值一般呈弱酸性,在5~5.6之间,高pH值会破坏皮肤的角质层,导致表皮层会裸露在外面,使皮肤的自然保护作用降低,导致皮肤产生脱脂、红肿、皮炎等。另外,杂油、微屑可能堵塞毛孔,产生毛囊炎,出现红肿的现象。

 

不仅如此,机加工过程中铁屑不可避免地进入液槽,铁屑浸泡在金属加工液中,会导致一些金属离子的析出,比如加工硬质合金时,钴的溶解就会让切削液变成红色;高合金钢中的镍、钴和铬以及黄铜中的铅,均会对皮肤产生伤害。

 

另外,高速的切削过程通常会产生很多的油雾和蒸汽,加工中刀具的前刀面和铁屑之间会产生很高的温度,有时能达到1000多度,就会产生液体的蒸发,操作完成当操作者打开机床就会吸入这些蒸发物,可能导致呼吸道损伤。尤其是目前很多刀具都采用了内冷的新型结构设计,切削液与刀具或工件高速碰撞,加重了油雾的产生。而且刀具或工件的的高速旋转产生离心力,导致切削液变成雾状。

 

那么我们要怎么预防与控制呢?

 

首先,我们需要对金属加工液加强监控,如切削液的浓度、酸碱度和微生物含量等;其次及时清理液槽、管道和机床并采取过滤措施。因为也许切削液寿命比较长,可以达到两三年,但这只是切削液的寿命,并不代表液槽不需要清理,液槽里会产生很多微屑、油泥,悬浮于切削液中的微屑不仅可能导致皮肤问题,还会参与二次切削,导致刀具磨损和划伤工件表面。

 

另外,要减少现场添加剂的使用,如杀菌剂等。切削液发臭时,不应该采取不断往里面添加杀菌剂的方式,以延长切削液的使用寿命,因为过量使用杀菌剂将导致皮肤问题。此外,老式的机床其实可以加挡液板,以防止液体溅到皮肤表面。

 

对于加工中产生的油雾或蒸汽,可以采用微量润滑或干式加工;择低挥发性、含抗油雾聚合物的金属加工液、及时关闭金属加工液、优化喷嘴方位等办法来减少加工中产生油雾或蒸汽。其次,通过改善通风、减少加工作业密集度、安装油雾收集器等来减少车间中的油雾或蒸汽。