專利名稱：在用切削液中粘稠物的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在用切削液中粘稠物的分析方法，特別是關(guān)于一種判斷機(jī)械加工行業(yè)中所使用的切削液(包括乳化液、微乳液、合成液)的劣化狀態(tài)和變臟程度，從而確定切削液的維護(hù)方案或換液方案的方法。
背景技術(shù)：
切削液是機(jī)械加工行業(yè)中用量較大的金屬加工潤滑劑之一，因其兼有良好的潤滑性、冷卻性和清洗性，在銑、鉆、鏜、磨等各種切削加工工藝中均得到了廣泛的應(yīng)用。切削液在數(shù)周甚至長達(dá)一年以上的循環(huán)使用的過程中不斷地發(fā)生著復(fù)雜的變化，加工過程中產(chǎn)生的金屬碎屑、碳粉，水中積累的礦物質(zhì)、微生物繁殖產(chǎn)物，雜油、外界侵入的異物，以及乳化切削液自身氧化變質(zhì)的產(chǎn)物等，都是導(dǎo)致其發(fā)生變化的有關(guān)因素。乳化切削液的變化體現(xiàn)在各種指標(biāo)上，如pH值、濃度、防銹性、微生物含量等，而最明顯和直接的變化莫過于切削液外觀變臟、產(chǎn)生粘稠物這一現(xiàn)象。
切削液外觀變臟、產(chǎn)生粘稠物后對切削液的使用性能產(chǎn)生不良影響，如穩(wěn)定性變差，沉降在機(jī)床和工件上會導(dǎo)致機(jī)器和工件生銹，影響加工件的光潔度，甚至造成刀具磨損，還可能堵塞切削液的供液管道等，使切削液的使用壽命變短，性能變差。而切削液變臟、產(chǎn)生粘稠物也成為目前一些大型集中供液系統(tǒng)換液的主要依據(jù)。這是因?yàn)閜H值、濃度、防銹性、微生物含量等常規(guī)切削液監(jiān)控指標(biāo)在維護(hù)管理得當(dāng)?shù)募泄┮合到y(tǒng)中極少會發(fā)生嚴(yán)重惡化的情況，通常通過一些技術(shù)手段的調(diào)整即可以使上述指標(biāo)得到控制，因此，不能作為判斷切削液真實(shí)質(zhì)量狀況和換液的標(biāo)志。而切削液外觀變臟、產(chǎn)生粘稠物后，往往通過常規(guī)的處理難以恢復(fù)，故對監(jiān)控切削液的真實(shí)質(zhì)量狀況十分有意義。
目前對粘稠物的判斷主要還是靠現(xiàn)場工人的目測和經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，有一定的主觀性，缺乏嚴(yán)格的分析依據(jù)。
JP7103745“method for etimating abrasion amount ofbearing”公開了一種運(yùn)用分析式鐵譜通過分析柴油機(jī)油而了解內(nèi)燃機(jī)摩擦磨損狀況的技術(shù)；CN 1499187A“一種機(jī)械設(shè)備工況的監(jiān)測方法”公開了一種運(yùn)用分析式鐵譜通過分析齒輪油而了解采煤設(shè)備磨損狀況的方法。上述專利均是運(yùn)用鐵譜技術(shù)對油基類潤滑油產(chǎn)品進(jìn)行磨損顆粒和機(jī)器磨損狀況的分析，未涉及水溶性產(chǎn)品的質(zhì)量狀況的分析評價。
國外研究“Studies on coolant degradation and development of laboratory test method forpredicting soluble oil emulsion oxidation stability”(Lubr.Eng.54(1)，15～25，1998)采用了多種復(fù)雜的、綜合的儀器來分析水溶性切削液粘稠物的組成，采用溶劑洗脫、色譜分離、紅外光譜、紫外光譜、核磁共振、原子轟擊等綜合手段分析了粘稠物的組成和產(chǎn)生原因，雖然能夠得到精確的分析結(jié)果，但由于過于復(fù)雜而使得操作性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以往技術(shù)對在用切削液中粘稠物的量只能以人工目測的方法來進(jìn)行的問題，提供一種新的監(jiān)測切削液中粘稠物的測試方法。該方法具有直觀和定量地描述切削液中粘稠物的量的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種監(jiān)測切削液中粘稠物的方法，包括以下步驟a)切削液現(xiàn)場取樣；b)制作譜片用鐵譜儀對切削液進(jìn)行粘稠物制譜，用顯微鏡觀察譜片；c)讀譜用顯微鏡觀察制作好的譜片，測定鐵譜沉積物覆蓋面積百分?jǐn)?shù)；并觀察譜片上出現(xiàn)的鐵粉、機(jī)械雜質(zhì)、絮凝物等沉積物的外觀、形貌、分布及顏色深淺。
上述技術(shù)方案中，機(jī)械雜質(zhì)包括砂礫、纖維或碳粉中的至少一種。絮凝物包括切削液氧化產(chǎn)物、油泥、微生物繁殖產(chǎn)物及雜質(zhì)的至少一種。切削液樣品優(yōu)選方案為在制作譜片前先經(jīng)過過濾系統(tǒng)過濾處理；取樣位置應(yīng)選擇在向機(jī)床供液的噴嘴處。規(guī)定切削液取樣的位置、取樣狀態(tài)的目的是要確保所取樣品有代表性，能夠真實(shí)反映切削液的狀態(tài)。制譜過程優(yōu)選方案依次包括以下步驟a)切削液樣品用3倍于樣品量的去離子水沖洗；b)切削液樣品用3倍于樣品量的無水乙醇沖洗；c)切削液樣品用3倍于樣品量的四氯乙烯沖洗。所使用的鐵譜儀優(yōu)選方案為分析式鐵譜。判斷在用液的狀態(tài)的方法如下當(dāng)鐵譜儀照片上出現(xiàn)的鐵粉、機(jī)械雜質(zhì)占譜片視場面積的1/5以上，出現(xiàn)的絮凝物占譜片視場面積的45％以上，顏色很深時，表明切削液已發(fā)生劣變，需要強(qiáng)制維護(hù)或更換。
上述分析方法中，制作譜片，是用鐵譜儀對切削液進(jìn)行粘稠物制譜，用顯微鏡觀察譜片；制譜量一般為1毫升、沖洗溶劑一般為3種，數(shù)量各3毫升；1號沖洗溶劑為去離子水，2號沖洗溶劑為無水乙醇，3號沖洗溶劑為四氯乙烯。選用3種沖洗溶劑依次進(jìn)行沖洗，是為保證所制譜片的觀察效果。
上述分析方法適用于機(jī)械加工行業(yè)在用切削液(包括乳化液、微乳液)的粘稠物分析。
本發(fā)明提供的分析方法用于切削液的粘稠物分析時，具有以下特點(diǎn)1、可直觀了解切削液的使用狀態(tài)；2、判斷切削液變臟的程度有科學(xué)直觀的依據(jù)；3、數(shù)據(jù)和圖片便于保存，有利于工廠在切削液現(xiàn)場管理知識方面的經(jīng)驗(yàn)傳遞；4、結(jié)合切削液的其它常規(guī)分析指標(biāo)，可對切削液的綜合使用狀況作出評價，利于發(fā)現(xiàn)異常情況時，及時對在用液進(jìn)行維護(hù)或更換。


圖1A為新鮮切削液在譜片入口區(qū)的照片1。
圖1B為新鮮切削液在譜片入口區(qū)的照片2。
圖1C為新鮮切削液在譜片出口區(qū)的照片1。
圖1D為新鮮切削液在譜片出口區(qū)的照片2。
圖2A為運(yùn)行6個月的切削液在譜片入口區(qū)的照片1。
圖2B為運(yùn)行6個月的切削液在譜片入口區(qū)的照片2。
圖2C為運(yùn)行6個月的切削液在譜片出口區(qū)的照片1。
圖2D為運(yùn)行6個月的切削液在譜片出口區(qū)的照片2。
圖3A為運(yùn)行16個月的切削液(需換液)在譜片入口區(qū)的照片1。
圖3B為運(yùn)行16個月的切削液(需換液)在譜片入口區(qū)的照片2。
圖3C為運(yùn)行16個月的切削液(需換液)在譜片入口區(qū)的照片1。
圖3D為運(yùn)行16個月的切削液(需換液)在譜片入口區(qū)的照片2。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1切削液在循環(huán)使用過程中體系會變得十分復(fù)雜，加工過程產(chǎn)生的細(xì)小的鐵屑和碳粉、水中積累的礦物質(zhì)、微生物繁殖產(chǎn)物，機(jī)床泄漏的雜油、外界侵入的纖維、砂礫等無法被過濾系統(tǒng)徹底除去，因此不斷在系統(tǒng)中循環(huán)，導(dǎo)致切削液越來越臟，變得逐漸粘稠。在一定的鐵譜磁場條件下，經(jīng)過溶劑的沖洗，譜片上沉積下來的物質(zhì)不僅僅有磁性物質(zhì)，還有機(jī)械雜質(zhì)和復(fù)雜的絮凝物。通常集中供液系統(tǒng)用切削液的使用周期在6個月至2年，有的甚至更長，在不同運(yùn)行階段，鐵譜檢測出的切削液中積累的磁性物質(zhì)的數(shù)量和絮凝物的數(shù)量有所不同，而積累越多，現(xiàn)場切削液的使用狀況越差，如外觀和穩(wěn)定性差、工件和機(jī)床的防銹性能下降，工件的加工精度及表面光潔度受影響，濾紙消耗增多，甚至過濾系統(tǒng)被堵塞等。因此，用鐵譜儀觀察和分析譜片上沉積的磁性物質(zhì)和絮凝物的形貌特征(如顆粒大小、顏色深淺)與數(shù)量，并同現(xiàn)場出現(xiàn)的切削液使用狀況相對應(yīng)，有助于現(xiàn)場管理人員對切削液質(zhì)量狀況的科學(xué)評價，以便及時采取維護(hù)或換液措施。
用分析式鐵譜儀對某機(jī)械加工企業(yè)所使用的集中供液用切削液的粘稠物狀況進(jìn)行了分析，試驗(yàn)周期自新鮮切削液開始至換液為止，進(jìn)行定期跟蹤分析。試驗(yàn)步驟及結(jié)果如下切削液現(xiàn)場取樣對集中供液切削液生產(chǎn)線進(jìn)行取樣，所取樣品經(jīng)過了過濾系統(tǒng)的處理，用干凈的取樣瓶在為機(jī)床供液的噴嘴處接取切削液100～200毫升。
制作譜片手工搖晃取樣瓶中的切削液使液體成分盡量均勻，用鐵譜儀對切削液進(jìn)行粘稠物制譜，制譜量為1毫升、沖洗溶劑為3種，數(shù)量各3毫升；1號沖洗溶劑為去離子水，2號沖洗溶劑為無水乙醇，3號沖洗溶劑為四氯乙烯。譜片經(jīng)過沉積和干燥，做好標(biāo)記。
讀譜用顯微鏡觀察制作好的譜片，測定鐵譜沉積物覆蓋面積百分?jǐn)?shù)；并觀察譜片上出現(xiàn)的鐵粉、機(jī)械雜質(zhì)、絮凝物等沉積物的外觀、形貌、分布及顏色深淺。
切削液在相應(yīng)運(yùn)行周期內(nèi)的鐵譜照片分別為圖1A、1B、1C、1D；圖2A、2B、2C、2D；圖3A、3B、3C、3D。
所觀察到的典型的沉積物特征描述見表1。
表1切削液典型的鐵譜沉積物描述

切削液粘稠物生成、變臟程度的鐵譜分析結(jié)果，與現(xiàn)場維護(hù)狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系見表2。
表2切削液鐵譜分析結(jié)果與工廠實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系

實(shí)施結(jié)果用分析式鐵譜儀對某機(jī)械加工企業(yè)生產(chǎn)線所使用的集中供液用切削液的粘稠物狀況進(jìn)行了分析，由此所得出的切削液鐵譜分析結(jié)果與工廠的實(shí)際運(yùn)行和維護(hù)狀況相一致，起到了為切削液使用現(xiàn)場預(yù)警、利于及時采取維護(hù)措施的效果，并且分析手段科學(xué)，避免了人工判斷的主觀。
權(quán)利要求
1.一種在用切削液中粘稠物的分析方法，包括以下步驟a)切削液現(xiàn)場取樣；b)制作譜片用鐵譜儀對切削液進(jìn)行粘稠物制譜；c)讀譜用顯微鏡觀察制作好的譜片，測定鐵譜沉積物覆蓋面積百分?jǐn)?shù)；并觀察譜片上出現(xiàn)的鐵粉、機(jī)械雜質(zhì)、絮凝物等沉積物的外觀、形貌、分布及顏色深淺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在用切削液中粘稠物的分析方法，其特征在于機(jī)械雜質(zhì)包括砂礫、纖維或碳粉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在用切削液中粘稠物的分析方法，其特征在于絮凝物包括切削液氧化產(chǎn)物、油泥、微生物繁殖產(chǎn)物及雜質(zhì)中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在用切削液中粘稠物的分析方法，其特征在于切削液樣品在制作譜片前先經(jīng)過過濾系統(tǒng)過濾處理；取樣位置應(yīng)選擇在向機(jī)床供液的噴嘴處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在用切削液中粘稠物的分析方法，其特征在于制譜過程依次包括以下步驟a)切削液樣品用3倍于樣品量的去離子水沖洗；b)切削液樣品用3倍于樣品量的無水乙醇沖洗；c)切削液樣品用3倍于樣品量的四氯乙烯沖洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在用切削液中粘稠物的分析方法，其特征在于所使用的鐵譜儀為分析式鐵譜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在用切削液中粘稠物的分析方法，主要解決以往技術(shù)對切削液中粘稠物的量只能以人工目測的方法來進(jìn)行的問題。本發(fā)明通過采用將切削液樣品制譜后，對譜片上的粘稠物進(jìn)行直觀和定量的描述，判斷切削液的劣化狀態(tài)和變臟程度，以指導(dǎo)切削液的維護(hù)方案或換液方案。該分析方法可較好地運(yùn)用于金屬切削液加工的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號G01N33/30GK1996006SQ20061011933
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者張璐熠, 傅樹琴, 朱明 , 肖劍, 潘健, 嚴(yán)麗珍, 李謹(jǐn), 周勤祖 申請人:中國石油化工股份有限公司