金屬加工液是機加工中非常重要的組成部分,它的主要功能是潤滑、冷卻、清洗和防銹,在機加工中扮演者不可替代的角色。它可以提高加工精度、減少刀具磨損、提高生產效率,選用合適的加工液使許多復雜和困難的加工成為可能。然而,金屬加工液如果使用不當,則會對人體健康和安全產生危害,因此這一問題不容忽視。
一般的金屬加工液組成比較復雜,由十幾種添加劑組成,而配方中的添加劑在現場使用過程中會發生一些不同的變化:物理變化、化學變化和生物變化。
? 物理變化
?污垢/金屬碎屑累積
?雜油含量增加
?堿性強
?乳液不穩定?
? 化學變化
?有效殺菌劑濃度下降
?過量添加劑殺菌劑
?溶解的金屬離子
?亞硝酸胺/有機酸
? 生物變化
?細菌/真菌急劇增長
?系統堵塞/腐敗
?內毒素累積
?存在人類病原體
而這些變化正是危害人體健康和安全的來源!
在加工過程中,操作者是不可避免地接觸金屬加工液,如手直接抓取零件、加工中金屬加工液的飛濺、吸入加工中產生的油煙、油霧等,均可能導致皮膚、呼吸道等問題。對于水基的產品來說,各家供應商都在專注于如何讓切削液使用壽命更長,以減少廢液排放成本和停機時間。供應商們為此會加一些殺菌劑、腐蝕抑制劑,殺菌劑是導致皮膚過敏常見的原因。
另外,切削液一般呈弱堿性的,pH值在8.5~9.8之間,而人體皮膚的pH值一般呈弱酸性,在5~5.6之間,高pH值會破壞皮膚的角質層,導致表皮層會裸露在外面,使皮膚的自然保護作用降低,導致皮膚產生脫脂、紅腫、皮炎等。另外,雜油、微屑可能堵塞毛孔,產生毛囊炎,出現紅腫的現象。
不僅如此,機加工過程中鐵屑不可避免地進入液槽,鐵屑浸泡在金屬加工液中,會導致一些金屬離子的析出,比如加工硬質合金時,鈷的溶解就會讓切削液變成紅色;高合金鋼中的鎳、鈷和鉻以及黃銅中的鉛,均會對皮膚產生傷害。
另外,高速的切削過程通常會產生很多的油霧和蒸汽,加工中刀具的前刀面和鐵屑之間會產生很高的溫度,有時能達到1000多度,就會產生液體的蒸發,操作完成當操作者打開機床就會吸入這些蒸發物,可能導致呼吸道損傷。尤其是目前很多刀具都采用了內冷的新型結構設計,切削液與刀具或工件高速碰撞,加重了油霧的產生。而且刀具或工件的的高速旋轉產生離心力,導致切削液變成霧狀。
那么我們要怎么預防與控制呢?
首先,我們需要對金屬加工液加強監控,如切削液的濃度、酸堿度和微生物含量等;其次及時清理液槽、管道和機床并采取過濾措施。因為也許切削液壽命比較長,可以達到兩三年,但這只是切削液的壽命,并不代表液槽不需要清理,液槽里會產生很多微屑、油泥,懸浮于切削液中的微屑不僅可能導致皮膚問題,還會參與二次切削,導致刀具磨損和劃傷工件表面。
另外,要減少現場添加劑的使用,如殺菌劑等。切削液發臭時,不應該采取不斷往里面添加殺菌劑的方式,以延長切削液的使用壽命,因為過量使用殺菌劑將導致皮膚問題。此外,老式的機床其實可以加擋液板,以防止液體濺到皮膚表面。
對于加工中產生的油霧或蒸汽,可以采用微量潤滑或干式加工;擇低揮發性、含抗油霧聚合物的金屬加工液、及時關閉金屬加工液、優化噴嘴方位等辦法來減少加工中產生油霧或蒸汽。其次,通過改善通風、減少加工作業密集度、安裝油霧收集器等來減少車間中的油霧或蒸汽。