对于金属加工液而言,配置水质对其使用性能有比较大影响,例如:会引起加工零件及机床发生锈蚀,工作液长菌,产生沉淀和浮垢,导致加工液变质,分层失效,寿命缩短,泡沫增加,浓度和pH变化等。因此,在实际使用中应尽量使用好点的水进行配液。
水中含有矿物质、溶解的气体、有机物、细菌和微生物,在使用过程中还可能引入其它杂质,这些是影响金属加工液性能的主要原因。配制工作液的水一般需要用一些指标控制,主要是硬度(钙镁离子含量)和离子杂质(氯、硫酸根、磷酸根等离子含量)。
1. 硬度:
调配金属加工液的水,理想硬度在80~125ppm之间。当水的总硬度低于75ppm,水质过软,可能使金属加工液的泡沫增加,特别是强烈搅动时,泡沫会引起金属加工液溢出、降低冷却效果、影响杂质沉降分离等后果。当水硬度过大,矿物质会影响金属加工液的稳定性(如图1所示),容易产生难溶的浮皂,浮皂容易堵塞滤芯、沉积在机床或加工金属件上,进一步引起其他锈蚀、腐蚀等问题。相比全合成和半合成金属加工液,乳化液和微乳化液更容易受硬水影响。

图1 水中矿物质对金属加工液的影响
2. 杂质离子含量
(1)氯离子:如果水中的氯离子(来自于漂白剂)其浓度过高(高于50ppm),会引起金属加工件和机床的生锈,导致金属腐蚀,铝合金特别敏感。
(2)硫酸根离子:如果硫酸根离子(来自于水质处理剂)浓度过高(高于100ppm),也会引起金属加工件和机床的生锈,导致金属腐蚀。同时,还容易滋养细菌。使金属加工液更容易腐败变质。
(3)磷酸根、磷酸氢根等离子:水中磷元素含量太高,容易滋生细菌,导致金属加工液腐败变质,容易对皮肤造成刺激。
3. 水处理技术
(1)软化法:使用离子交换剂如沸石、有机树脂等,将硬水中的钙离子与镁离子用钠离子交换,从而将水软化。这种方法可以去除钙镁离子,防止金属加工液里形成皂垢,但是不能去除腐蚀性、会引起金属生锈的离子。
(2)脱盐法:使用逆渗透法或去离子法可以去除硬水里的矿物质和杂质离子。与软化法相比,这种方法效果相对较好,但需要定期更换树脂交换床或渗透膜,运营费用较高。
在选择水处理技术时,应根据水质的要求、水质检测结果、水的需求量和经济性来综合考虑。

图2 不同水质对金属加工液稳定性和防锈性的影响
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