一、乳化液的化學(xué)性能1.乳化液的種類及特性1.1乳化液根據(jù)其不同的原液可以分為乳化油、合成乳化液和微乳化液。
乳化油由乳化劑、礦物油、油性劑、防銹劑等組成。
其中油性劑作潤(rùn)滑油之用，防銹劑有利于改善加工件的短期防銹，礦物油的存在是作為油性劑、防銹劑的載體。
乳化油由于其組成是個(gè)多相體系，兌水后的乳化液是個(gè)熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系，導(dǎo)致分散相顆粒直徑隨分子運(yùn)動(dòng)而增大，造成析油、乳皂，油皂覆蓋乳化液表面，溶液因“呼吸”不暢而變質(zhì)發(fā)臭。
1.2合成乳化液因其含有有機(jī)水溶性潤(rùn)滑油和防銹劑，不含礦物油，不受相平衡值的限制，所以性能穩(wěn)定，使用周期長(zhǎng)，和乳化油相比更清潔，冷卻性能也好。
但也有缺陷a.缺乏礦物油及其乳化平衡性，使配制后的乳化液清洗性能變差，且易造成機(jī)床導(dǎo)軌面生銹；b.只引入了單一的水溶性類防銹劑，難以滿足工件的防銹需要；c.由于其潤(rùn)滑劑也是單一的水溶性潤(rùn)滑油，難以適用于高光潔度表面，因此其最終不能全部取代乳化油。
3.微乳化液利用相平衡技術(shù)，合成相應(yīng)的油性劑、極壓劑、乳化劑，同時(shí)添加適量的礦物油、水性防銹劑和油性防銹劑等，充分發(fā)揮了各種成分的協(xié)同效應(yīng)，使微乳化液具有良好的自消泡性能和防銹性能，又由于微乳化液同時(shí)含有連續(xù)相、分散相的油性劑，極壓劑，故能有效滿足各種加工的需要，其實(shí)用功效顯著。
但是其價(jià)格相對(duì)昂貴，不適用于大量使用和集中處理。
4.乳化液的主要功能及其影響因素4.1乳化液的主要功能有冷卻、潤(rùn)滑、防銹等，不同的化學(xué)性能對(duì)其功能都有一定的影響。
冷卻功能主要是冷卻工件和刀具，減少工件變形，提高加工精度，延長(zhǎng)刀具壽命，進(jìn)而能加大切削速度和進(jìn)給量，提高生產(chǎn)率。
水基的合成乳化液冷卻性能相對(duì)較好，但如受雜油、污垢污染或有油乳析出，會(huì)降低冷卻性能。
冷卻性能還和乳化液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如乳化液流量、施加方式和系統(tǒng)容積等有關(guān)。
4.2現(xiàn)有的乳化液中均加有各種潤(rùn)滑添加劑，如脂肪酸油、酰胺酯、聚合物等，它們可起到邊界潤(rùn)滑、極壓潤(rùn)滑的作用，能有效降低工件、切屑和刀具之間的摩擦，提高加工精度和表面光潔度，延長(zhǎng)刀具壽命。
4.3乳化液的防銹功能主要來自配方中的有機(jī)胺鹽或無機(jī)鹽類防銹添加劑及鈍化劑，它對(duì)工件的防銹保護(hù)僅為工序間的防銹，一般為一周左右，并視環(huán)境溫度和濕度而不同，此外也防止機(jī)床的銹蝕。
乳化液有一個(gè)最低防銹粘度，它視產(chǎn)品而異，一般約4%。
如配液中的Cl-含量較高，則Cl-會(huì)穿透金屬表面鈍化膜，造成工件點(diǎn)蝕，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高其使用濃度。
二、乳化液的處理系統(tǒng)1.乳化液的處理系統(tǒng)有兩種集中循環(huán)系統(tǒng)和單機(jī)循環(huán)系統(tǒng)，本文著重論述集中循環(huán)系統(tǒng)。
集中循環(huán)處理乳化液的系統(tǒng)，其性能指標(biāo)易于控制，質(zhì)量易于保證，使用壽命延長(zhǎng)。
處理系統(tǒng)可保證整個(gè)生產(chǎn)線，乃至整個(gè)車間乳化液供應(yīng)的穩(wěn)定，提高加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)集中循環(huán)系統(tǒng)可相對(duì)改善工作環(huán)境，廢液與切屑的集中處理，可節(jié)省人力和物力，降低勞動(dòng)力成本。
2.一個(gè)典型的乳化液集中循環(huán)系統(tǒng)由液槽、過濾、維護(hù)、管道、配液、電氣自動(dòng)控制等子系統(tǒng)組成。
乳化液由管道通過車間內(nèi)供液系統(tǒng)輸送到機(jī)床或自動(dòng)線，并將切屑沖到回液系統(tǒng)，在壓力噴嘴的作用下，切屑和乳化液混合體經(jīng)架空或地下管道系統(tǒng)流回液槽。
在液槽系統(tǒng)中的乳化液先進(jìn)行粗過濾，較大的切屑由刮板輸送機(jī)送到集屑箱內(nèi)，然后乳化液再由泵送入過濾系統(tǒng)進(jìn)行精過濾，兩次過濾后的再生凈液重新送回車間。
3.主要子系統(tǒng)功能剖析 乳化液集中處理系統(tǒng)的核心是過濾系統(tǒng)。
目前用于乳化液集中過濾的形式很多，有沉淀、磁性過濾、縫隙式過濾、重力紙帶過濾、正壓紙帶過濾、負(fù)壓紙帶過濾、渦旋分離等，還有用這些形式組合進(jìn)行的多級(jí)過濾。
在各種形式中，沉淀與縫隙式過濾精度低，卻能滿足大流量的使用要求。
渦旋分離過濾精度高，但不能滿4.足大流量的需要。
常用的集中循環(huán)系統(tǒng)均采用先沉淀過濾，再進(jìn)行正壓或負(fù)壓紙帶過濾的兩級(jí)過濾形式，這樣就兼顧了過濾精度和過濾量。
集中循環(huán)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是采用了壓力、流量的自動(dòng)控制。
為了保證整個(gè)系統(tǒng)乳化液供應(yīng)壓力和流量的穩(wěn)定，在供液管路上設(shè)置壓力、流量自動(dòng)控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)由壓力傳感器、流量傳感器、電動(dòng)蝶閥以及PC控制器組成，當(dāng)車間內(nèi)使用乳化液的設(shè)備數(shù)量變化時(shí)，管道中的壓力也產(chǎn)生變化，壓力傳感器就會(huì)發(fā)出信號(hào)，信號(hào)通過控制器反饋到安裝在旁路管道上的電動(dòng)蝶閥上，蝶閥將自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟度來調(diào)節(jié)流量，使車間管道系統(tǒng)內(nèi)的壓力穩(wěn)定。
5.配液和維護(hù)系統(tǒng)是集中循環(huán)系統(tǒng)必不可少的輔助系統(tǒng)，也是延長(zhǎng)乳化液使用壽命的保障系統(tǒng)。
配液系統(tǒng)由配液槽與配液泵及相應(yīng)的管道和調(diào)節(jié)閥組成，可根據(jù)設(shè)定的數(shù)值，按5%~13%的濃度進(jìn)行自動(dòng)配液。
維護(hù)系統(tǒng)包括增氧裝置、除油裝置、高壓清洗裝置等，可對(duì)液槽中的乳化液進(jìn)行定期增氧、去除油污等，以抑制厭氧菌的生長(zhǎng)以及避免油污對(duì)乳化液的腐蝕。
在液槽換液時(shí)，應(yīng)及時(shí)清洗液槽，盡量避免殘留細(xì)菌的污染。
三、乳化液的維護(hù)管理1.維護(hù)管理乳化液的目標(biāo)是使其pH值、濃度配比、含菌量等技術(shù)指標(biāo)均在設(shè)定的范圍內(nèi)，從而達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的。
根據(jù)我院在不同企業(yè)的實(shí)踐證明，性能再好的乳化液，如不注意日常的維護(hù)管理，也不能長(zhǎng)期保持其性能，反而會(huì)縮短使用壽命；而性能一般的乳化液，如注意維護(hù)管理，也能長(zhǎng)期保持其性能。
2.乳化液的維護(hù)管理包括日常維護(hù)和定期維護(hù)。
2.1日常維護(hù)要求每天都要對(duì)水質(zhì)、系統(tǒng)清潔度、系統(tǒng)液量進(jìn)行檢測(cè)。
配液可以用自來水，但硬度為150ppm左右。
系統(tǒng)清潔度的保持對(duì)乳化液的性能穩(wěn)定十分重要，系統(tǒng)清潔主要是除油污，因此每天都必須進(jìn)行清潔。
由于生產(chǎn)過程會(huì)帶走部分乳化液，所以每天要及時(shí)補(bǔ)充，使系統(tǒng)總液量不變。
補(bǔ)液時(shí)應(yīng)注意倒入液槽的位置要低、速度要慢。
此外，在較長(zhǎng)的停止使用期間(如雙休日和國定假日)，乳化液系統(tǒng)仍需定時(shí)循環(huán)、攪拌或通入空氣，或加殺菌劑、補(bǔ)充添加劑等，以防止乳化液中厭氧菌的大量繁殖，導(dǎo)致乳化液變質(zhì)。
2.2定期維護(hù)，要求定期檢測(cè)乳化液的pH值、濃度、細(xì)菌含量等，如有變化及時(shí)采取相應(yīng)的措施。
乳化液pH值一般為9.0，呈堿性，以防止機(jī)床的銹蝕，同時(shí)也為了控制細(xì)菌和真菌的滋長(zhǎng)。
使用中乳化液的pH值會(huì)慢慢降低，所以必須及時(shí)加入調(diào)整劑。
一般乳化液的常用濃度范圍為5%~13%，濃度過高泡沫多，成本也高，剌激皮膚，冷卻性差；濃度過低則防銹性能、抑制細(xì)菌能力和潤(rùn)滑性都變差。
導(dǎo)致濃度下降的原因很多，如水硬度高、乳脂和油脂析出、細(xì)菌污染、乳化劑消耗、冷卻液不穩(wěn)定等，視情況及時(shí)補(bǔ)加新液，并添加殺菌劑。
應(yīng)規(guī)定每2周測(cè)一次細(xì)菌含量，細(xì)菌繁殖會(huì)消耗掉乳化劑，使油脂和乳脂析出，乳化液濃度和潤(rùn)滑性能下降。
親氧菌呼出CO2，使乳化液pH值下降。
防銹性能變差；厭氧菌會(huì)產(chǎn)生H2S，產(chǎn)生臭味。
合成乳化液雖不易滋長(zhǎng)細(xì)菌，但有真菌滋長(zhǎng)。
當(dāng)細(xì)菌數(shù)≥105/ml，或pH值、濃度有較大變化時(shí)，必須加原液或殺菌劑調(diào)整。