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        在金属加工和处理工艺中经常用到加工油、液,如何防止金属受到腐蚀、锈蚀,是金属加工油液的一个重要性能指标。为了便于表述,下文中提到的金属加工油既包含金属加工中用到的油液,也包含金属处理工艺中使用到的油液。这里提到的腐蚀,既包含铁和钢发生的锈蚀、生锈,也包含其他金属的“锈蚀”。


机床“生锈”问题:


        腐蚀是金属表面部分或者全部剥离、溶解或软化的化学反应。“生锈”仅仅指铁和钢发生的腐蚀。“腐蚀”不仅包含铁金属,而且还包含其它有色金属。因此本文讨论的不单是铁和钢的腐蚀(锈蚀)问题。

金属加工油要解决两方面的腐蚀问题:防止被加工金属物件腐蚀、防止机器部件(完成加工任务的金属部件)腐蚀。有四类金属在工业中最为常见,钢铁、铝、镁、钛。下面我们逐一展开讨论。


哪些因素会造成金属锈蚀、腐蚀?


        影响锈蚀的因素除了金属加工油本身的成分之外,还有水分/湿度,温度,空气质量、油液是否受到污染(酸、盐、其它液体如化学液体、其它油类等等)、细菌、水质、加工液的浓度不当、或者加工液浓度不均匀,导致金属表面不同区域接触到的浓度不均衡、金属表面有裂缝、缺口,或者异种金属之间产生的电偶腐蚀。


铁:


        铁、钢是最常见的一种金属,价格低强度高,缺点是容易腐蚀(生锈)。在实验室,检测防锈性能使用ASTM D4627。金属加工油里常用的锈蚀抑制剂包括胺类化合物,胺对于防锈能力很关键,检测时注意检查胺的含量。而在实际使用中,影响这项性能的因素有水质不好、细菌含量高、湿度大、空气里含酸。


铝:


        铝比铁轻,密度只有铁的1/3左右,优点是不容易腐蚀。但是,在某些情况下,铝会腐蚀,比如接触到某些金属盐(如氯化物),PH值过高、与其它金属接触形成电偶腐蚀。如何检测金属加工油是否会腐蚀铝金属呢?方法如下:


        取一块铝片,用烧杯乘一些金属加工液,把铝片一半浸入液体里,第二天查看油液对铝片的腐蚀情况。另一种较为复杂的方法是ASTM F1110腐蚀试验(Standard Test Method for Sandwich Corrosion Test),也称波音夹层实验(Boeing sandwich test),使用一张过滤纸浸泡金属加工液,然后把纸夹在两块铝片之间,在加热、潮湿的条件下过7天。同样的实验条件,不同的是使用去离子水浸泡滤纸,7天后查看铝片的腐蚀情况。对比这两组实验,如果金属加工液实验组出现的腐蚀比去离子水实验组的严重,则认为金属加工液的腐蚀性不过关。检测中,既要检测金属加工液浓缩液(母液)的腐蚀情况,也要检测在稀释后(按照建议的浓度稀释)的腐蚀性。铝金属加工液常见的腐蚀抑制剂有硅酸盐,磷酸酯。


镁:


        镁金属的密度比铝还小(铝的2/3),但是强度好。镁有两个缺点:易燃,化学性质活泼,和水会发生反应,生成氢气易燃易爆。当使用水基加工液时,这个问题特别重要。检测方法可以使用金属加工液和镁片反应,收集并测量生成的氢气体积,从而判断金属加工液和镁之间反应的强度,另外还应注意镁片的腐蚀程度。 


钛:


        钛的优点是密度小,强度大,是强度-重量比最高的金属,而且耐腐蚀。但是导热性差,因此散热能力不好。在加工、切割是,热量就容易集中在切割面、接触面上。钛金属的弹性很好,意味着在加工时,钛材料在加工受力时容易弹开偏离,除非加工时受力较大。钛金属抗腐蚀,但是在高温条件下,容易发生应力腐蚀、开裂,测试这个问题的试验方法是ASTM F945。 


        结语:本文对四种常见金属的性能进行了浅析,探讨了金属加工液在使用中造成的金属腐蚀问题,以及金属加工液对金属的腐蚀性测试方法。每种金属有不同的物理、化学特性,因此在使用中应根据金属的物化性质,解决腐蚀问题。

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发布时间:[ 2016/2/16 ]      浏览量:[ 376 ]



文章关键词:金属加工   锈蚀   生锈

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