在金屬加工過程中(如切削、磨削、沖壓、軋制等),金屬加工液(包括切削液、磨削液、乳化液、沖壓油等)是保障加工效率和工件質量的關鍵輔料,其主要作用是冷卻、潤滑、防銹和清洗。然而,加工液在循環使用中(如泵體攪拌、高壓噴射、工件摩擦)會混入空氣,加之其中含有的表面活性劑(如乳化劑、潤滑劑)易使空氣形成穩定泡沫 —— 過量泡沫會導致嚴重問題:
- 冷卻潤滑失效(泡沫阻隔加工液與工件接觸,導致局部過熱、刀具磨損加劇);
- 循環系統效率下降(如管道堵塞、液位虛高,影響泵的正常運行);
- 加工液氧化加速(泡沫中的空氣促進微生物繁殖和油品劣化,縮短使用壽命);
- 工件表面殘留泡沫,影響加工精度或后續處理(如涂裝、電鍍前的潔凈度)。
金屬加工液消泡劑是專為解決上述問題設計的功能性助劑,通過破壞泡沫的表面張力或抑制泡沫生成,快速消除已有泡沫并防止新泡沫產生,確保金屬加工液在循環系統中穩定發揮作用。其成分通常根據加工液類型選擇,常見類型包括有機硅類、聚醚類、礦物油類及復合類消泡劑。
金屬加工液消泡劑的特點
1. 消泡與抑泡能力兼具
- 快速破泡:接觸泡沫后能迅速擴散至泡沫膜表面,降低膜的表面張力,使泡沫破裂(通常幾秒內見效),尤其對高壓循環系統中產生的劇烈泡沫效果顯著。
- 長效抑泡:在加工液循環過程中(持續攪拌、噴射條件下),能穩定吸附在氣液界面,抑制新泡沫生成,有效期長(可隨加工液循環多次發揮作用)。
- 適應動態場景:在高速剪切(如泵體葉輪旋轉)、高溫(50-80℃,部分加工場景需高溫)條件下,仍能保持消泡性能,不會因機械力或溫度升高而失效。
2. 與金屬加工液兼容性好
- 不影響加工液性能:添加后不會破壞加工液的乳化穩定性(尤其對水基乳化液),不導致分層、漂油或沉淀;也不會降低其冷卻、潤滑、防銹效果(如不與極壓劑、防銹劑發生化學反應)。
- 適用范圍廣:可匹配各類加工液類型,包括:
- 水基加工液(乳化液、半合成液、全合成液);
- 油基加工液(切削油、沖壓油);
- 含特殊添加劑的加工液(如含極壓劑、抗菌劑的配方)。
3. 化學穩定性強,耐環境干擾
- 抗雜質影響:加工液中常混入金屬碎屑、油污、冷卻液或水質硬度成分,優質消泡劑能耐受這些雜質,不會因吸附雜質而降低活性。
- 耐酸堿范圍寬:適應不同加工液的 pH 值,在弱堿性或中性環境中穩定性好,不分解失效。
4. 添加量少,效率高
- 用量低:通常添加量僅為加工液總量的 0.01%-0.5%(具體取決于泡沫嚴重程度),即可達到理想消泡效果,不會因過量添加導致加工液成本顯著增加。
- 分散性好:通過特殊乳化或改性處理(如有機硅消泡劑的乳化粒徑控制),能在加工液中均勻分散,無需劇烈攪拌即可起效,避免局部濃度過高導致的影響(如工件表面油污)。
5. 對加工過程無不良影響
- 不污染工件與刀具:化學惰性強,不會與金屬工件(如鋼、鋁、銅合金)發生反應,也不會在刀具表面殘留膠質物,避免影響加工精度或導致工件銹蝕。
- 無毒性與腐蝕性:符合工業安全標準,對操作人員皮膚無刺激,對循環系統設備(如不銹鋼、鑄鐵管道)無腐蝕,不影響加工環境安全。
6. 針對性適配加工場景
- 水基加工液專用型:如有機硅 - 聚醚復合消泡劑,在水基體系中分散性好,消泡快且不漂油,適合乳化液、全合成切削液;
- 油基加工液專用型:如礦物油基消泡劑,與油相相容性佳,不會破壞油基加工液的潤滑性,適合切削油、沖壓油;
- 高溫加工場景:如聚醚改性消泡劑,在高溫(80℃以上)加工環境中不易揮發,適合磨削、熱軋等高溫場景。
典型應用場景
- 金屬切削:車床、銑床、鉆床加工中,消除切削液因高速旋轉產生的泡沫;
- 金屬磨削:磨床加工時,解決磨削液循環噴射產生的泡沫問題;
- 高壓沖洗:工件清洗環節,消除清洗液(含表面活性劑)在高壓噴射時的泡沫;
- 軋制 / 沖壓:冷軋、沖壓過程中,防止乳化液因機械攪拌產生的泡沫影響潤滑。