長城金屬加工液產品應用技術服務案例的探討分析

張志東

中國石化潤滑油有限公司上海研究院

金屬加工液主要起潤滑、冷卻、抗磨極壓、清潔和防腐等作用，是金屬材料加工過程中必不可少的液體介質。金屬加工液種類繁多，應用領域相當廣泛，除了用于各種金屬材料加工外，甚至還用于一些非金屬的加工工藝。金屬加工液按加工工藝類型的不同，可分為成型、切削、防護、熱處理等四大類。中國市場目前的金屬加工液年需求量約為45萬多噸。根據金屬加工液的組成和介質狀態，又可分為油基型和水基型。

金屬加工液產品的主要特點如下：

◇缺乏可操作的通用標準，評價產品以實際使用為主；

◇品種、牌號繁多，單一產品用量小；

◇根據顧客需求及現場具體工況推薦及配置，同一產品在不同客戶處會有不同的使用效果；

◇技術含量高，現場服務要求高，產品營銷及使用需強大的技術服務支撐，油、液并存，各盡其用。

由于金屬加工液產品的上述特點，這類產品在開展技術服務時，需要技術支持人員深入車間現場，與客戶密切溝通，獲取包括機床、刀具、工件材質、加工精度、加工工藝流程、主要設備參數及防護周期、倉儲環境、包裝方式等現場第一手有用的技術資料。只有準確掌握了這些有價值的客戶現場工藝信息、技術狀況和應用要求，才能夠在產品推薦的過程中有的放矢，少走彎路，同時也可幫助客戶及時發現、判斷分析油品出現質量異議或應用失效的真正原因，并進一步提出能夠解決客戶用油困惑的工藝改進建議、油品實際操作應用的方法技巧和應對措施。本文對長城金屬加工液系列產品的典型應用技術服務案例進行了歸納，分析了異常問題的成因，提出了解決措施，為做好金屬加工液產品的技術服務提供參考。

案例1：切削加工中油品異味、乳化效果不佳、皮膚過敏

2020年3月，某機械制造有限公司開始使用長城切削液，6月起陸續反饋油品有刺鼻異味、使用乳化效果不佳、工人在操作過程中手部出現脫皮、起泡等問題。

供圖/張志東

現場情況

該廠使用設備為立式數控機床（加工中心）——臺灣大立機器DAHLTH/MCN-500機床，主要加工40CrMn、鑄鐵、45#鋼等材質的后橋輪邊支承座等汽配件，為單機供液方式，采用車、銑、鏜、鉆孔、攻絲等加工方式，，零部件的周轉防銹期一般要求在7～10 d。

問題分析及解決方案

經現場測試，在用長城切削液的折光讀數7.8，pH值約9.0，推算其實際使用濃度不小于10%，初步判斷，用戶將切削液的折光讀數誤認作是使用濃度，使得在用切削液堿性偏高，引起油品刺激皮膚，造成操作工手部皮膚過敏問題。

操作工對原用某競品微乳化切削液產品的氣味已有一定的適應性，故對產品氣味有一定的不適性。

此外，該公司機床設備老化有漏油現象，雜油混入，未及時撇除浮油，從而影響了長城切削液的乳化性能。

為此采取如下解決方案：

◇建議客戶定期對油箱進行撇油等清理維護操作，及時去除渣油和雜質；

◇現場對操作工和經銷商進行切削液產品關于折光讀數和使用濃度相關換算關系的解釋說明和折光儀的操作應用指導；

◇提供長城切削液產品的MSDS（化學品安全技術說明書）和SGS安全環保測試報告和資料，長城產品不含對人體皮膚有刺激的不友好組分，在正常使用濃度范圍內可放心使用。

案例處置結果

技術支持服務人員通過與客戶就切削液產品反饋問題原因的分析、判斷及操作維護指導、應用建議等方面的具體溝通和交流，消除了客戶和經銷商對長城切削液產品的使用疑慮。同時向客戶提供了切削液的作業指導書。經后續對長城切削液產品實際應用跟蹤，客戶按長城油品應用操作規范進行操作維護，再無產品質量異議問題反饋，客戶對長城技術服務工作表示認可。

案例2：飛輪殼（鑄鐵材質）出現銹蝕

油品分析

對客戶現場的原包裝桶及油槽中的長城防銹油分別進行取樣檢測，分析檢測結果見表1。現場油品外觀如圖1所示。

圖1 在用防銹油外觀

表1 原包裝桶及油槽中的長城防銹油樣品主要質量指標分析檢測結果

從表1、圖1可知，原包裝桶和在用長城防銹油外觀透明，40 ℃運動黏度、鹽霧等防銹性能等質量指標均符合產品出廠質量指標的要求。

問題分析及解決方案

實地查看了解了該公司生產的飛輪殼產品的清洗、防銹生產線的工藝狀況和庫存飛輪殼產品倉儲環境，發現多數飛輪殼產品出現銹蝕的部位均出現在機加工面（注：飛輪殼產品非機加工面涂覆了防護油漆），飛輪殼外表面的銹蝕多于內表面，銹蝕以點蝕為主，呈不規則分布，且銹蝕表面能觸摸到油膜。

客戶使用的清洗設備型號為某QXLT600清洗機，具體清洗防銹生產線工藝流程為：噴淋清洗（1道清洗）→高壓氣槍人工定點吹掃→高溫烘干（90～110 ℃）→涂油（涂油機噴涂或人工刷涂）→PE塑料膜封存包裝后儲運。

經現場工藝排查，初步判斷涂油飛輪殼產品出現銹蝕問題的原因如下：

◇清洗液殘留。該清洗產線只有1道清洗（無漂洗工序），經清洗后用高壓氣槍吹掃去除表面的清洗液，操作工從上到下只吹掃一次（吹掃主要集中在螺絲孔，機加工面其它部分很少吹掃），在吹掃過程中由于清洗液的飛濺，機加工面上還有少量清洗液殘留（鑄鐵材質的飛輪殼，殘液主要集中在機加工面疏松的空隙中），這些殘留的清洗劑很難通過較短時間的烘干處理后被完全去除，由此造成涂覆防銹油的飛輪殼產品表面形成“油包液”的現象，從而引起銹蝕。

◇“凝露”現象。飛輪殼產品經烘干工藝后，尤其是在空氣濕度更高、環境溫差變化更大的清洗生產線附近，烘干后的飛輪殼產品在冷卻過程中可能會產生“凝露”現象，若飛輪殼產品表面“凝露”未被完全干透即噴涂防銹油，凝露水分有可能被防銹油包裹在工件表面，包裹在防銹油中的水分間接導致工件銹蝕。

根據以上分析結果，提出工藝流程改進建議如下：

◇高壓氣槍人工吹掃操作要規范，尤其是工件孔洞部位的吹掃（同時建議壓縮空氣機加裝油水分離器，以去除壓縮空氣中的水分）；

在樣品預濺射過程(1.3.2)激發掉可能存在污染物或氧化物的表面，待測元素同位素質譜峰強度趨于穩定后即可正式采集分析數據，一般每個激發點采集3到4組分析數據，同一樣品選取對稱的2到3個位置進行激發，收集全部數據進行平均處理，即為待測雜質元素濃度。

◇氣槍吹掃后的飛輪殼產品可再用干燥、干凈抹布進行重點擦拭；

◇噴涂防銹油要防止漏涂、漏刷，尤其是滾輪和飛輪殼接觸部位；

◇飛輪殼產品涂覆防銹油及封存包裝，涂油工件盡可能接近常溫，即15～30 ℃；

◇建議在現有清洗防銹流程的基礎上優化增加漂洗和脫水防銹工藝，如圖2所示。

圖2 清洗防銹操作工藝作業示意（優化建議方案）

案例處置結果

后續該客戶已按長城所提供的清洗防銹工藝優化改進方案驗證生產的飛輪殼產品封存防護效果。經半年多實際應用考察，該客戶反饋使用長城防銹油的飛輪殼產品經出口海運和中長期倉儲后均無產品銹蝕現象發生。

案例3：雕刻刀工件（白鋼材質）出現局部點狀銹蝕

2021年7月中旬，某機械制造有限公司反饋其生產的白鋼材質雕刻刀工件，涂覆長城防銹油10多天后的工件表面出現局部點狀銹蝕。客戶反饋防銹油防護效果不佳，造成其部分雕刻刀工件產品表面封存防銹失效。

油品分析

對原包裝桶及油槽中的長城防銹油分別進行取樣檢測，分析檢測結果見表2。

表2 原包裝桶及在用的長城防銹油樣品主要質量指標分析檢測結果

由表2可以看出，化驗結果產品合格，說明防銹油不存在產品質量問題。

問題分析及解決方案

現場調研了解了該客戶機加工及使用防銹油的防護工藝情況：白鋼材質的雕刻刀工件→3%～5%(質量分數)濃度磨削液機加工→抹布簡單擦拭去除工件表面殘留磨削液處理→兩頭蘸取涂覆防銹油（約3～5 s）封存防護→疊加放到塑料筐中，蓋上防塵布室內存放。

依據現場調研結果，分析該客戶生產的工件封存防銹工藝存在的缺陷如下：

◇經前道磨削液機加工后白鋼材質的雕刻刀工件，用抹布簡單擦拭去除工件表面殘留磨削液后未充分瀝干，導致金屬工件材質結構表面孔隙內部有殘留磨削液等水分未被完全去除干凈，再涂覆防銹油之后工件表面形成“油包水”現象造成封存防銹失效；

◇金屬工件兩頭蘸取涂覆防銹油時間約3～5 s，如此短暫的防銹涂覆方式不利于在金屬工件表面通過防銹添加劑滲透方式形成具有一定附著力的防護油膜，可能將間接導致防銹油的防護性能下降；

一般每年 6～9月，加工現場區域持續處于高溫高濕氣候，這種特殊氣候環境對金屬工件本身選用的防銹油規格檔次、防銹工藝、防護包裝均提出更苛刻的性能要求，而目前客戶選用的防銹油只是工序間防銹油產品，對于夏季高溫高濕的環境，更需要選用防銹周期更長的防銹油產品與之匹配，以確保金屬工件的最終整體封存防銹效果。

案例處置結果

針對客戶現場防銹工藝情況，技術支持服務人員將防銹油正確操作要求、使用條件說明、操作維護規范等信息，與客戶進行了宣導和溝通。目前客戶已按照長城技術支持服務人員提出的封存防銹工藝改進建議落實完善相關防護工藝流程，并在每年的6～9月的高溫高濕條件下，在加強現場防銹油應用操作規范管理的同時，再選用更高質量檔次的防銹油產品，目前客戶反饋長城防銹油可滿足金屬工件的封存防護應用需求。

結束語

金屬加工液產品的作用發揮，不僅與產品選擇是否正確有關，且與現場應用工藝、技術參數和操作維護是否恰當密切相關。在金屬加工液產品的推廣應用過程中，技術支持和營銷人員應主動深入市場，具體了解其生產工藝對油品的相關性能要求，以真正有的放矢地做好售前選型推薦、售中應用跟蹤、售后指導響應服務等技術支持服務工作，確保客戶規范、放心使用。