鋼鐵是怎么被腐蝕的?為什么會腐蝕
腐蝕是金屬表面部分或者全部剝離、溶解或軟化的化學(xué)反應(yīng)?!吧P”經(jīng)常被誤用或者誤解,它僅僅指鐵和鋼?!案g”不僅包含黑色金屬,而且包含有色金屬。以下內(nèi)容主要討論腐蝕的成因和糾正措施。移除熱量是金屬加工液最重要的功能之一。有效移除熱量,就能保證刀具的良好使用壽命,以及工件的幾何精度。和油相比,水在移除熱量方面性能更卓越;但純水和新加工的金屬接觸后會導(dǎo)致腐蝕。因此,腐蝕是每位用戶,也是水基金屬加工液制造商必須面對的問題。干切削過程也會面對腐蝕問題,并不僅僅由水基金屬加工液引起。引起金屬表面腐蝕有許多種原因,下面做具體介紹。
1、季節(jié)性腐蝕
腐蝕可以發(fā)生在一年內(nèi)的任何時(shí)候。一般來說,7~9月的溫度和相對濕度較高,在美國東部和中西部更容易發(fā)生腐蝕。干旱地區(qū),如克羅拉多州、新墨西哥州、亞利桑那州、猶他州及加州,這些地方的相對濕度較低,腐蝕情況就很少發(fā)生。
2、手印腐蝕
當(dāng)工件接觸人手后,就容易發(fā)生腐蝕。搬運(yùn)過程中新機(jī)床和金屬工件表面留下的手印,會導(dǎo)致腐蝕。這種情況普遍存在于皮膚呈酸性的人群,以及表面光潔度高的工件。使用手印中和劑能防止類似的手印腐蝕。隨著溫度上升,包括腐蝕在內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度就會更快。夏季高溫和空氣中的水分和氧氣也是加速腐蝕的原因。 當(dāng)水分凝結(jié)在工件表面,就會形成電池的電解液。秋冬季節(jié)能提供防銹保護(hù)的加工液濃度,當(dāng)濕度持續(xù)上升時(shí),就不再提供有效的防銹保護(hù)。因此,適當(dāng)?shù)臐舛日{(diào)整非常必要。秋冬季節(jié),濃度1:30(3.3%)已經(jīng)足夠;但濕熱季節(jié),濃度可能需要提高到1:25(4%),或者不再看到工件表面生銹為止。需要注意的是,提高中央槽系統(tǒng)的濃度,會導(dǎo)致泡沫和皮炎問題。金屬加工液用戶也可能需要增加防銹添加劑,這取決于金屬加工液的種類、用戶對化學(xué)品的限制、添加劑的有效性以及所使用的加工液。
3、pH
pH值是金屬加工液控制腐蝕的一個重要參數(shù)。超過9的高pH值,可以保護(hù)黑色金屬,但對有色金屬腐蝕防護(hù)不利,如:鋁、黃銅和青銅。
水硬度會影響加工液的平衡,不同地理區(qū)域的水硬度是不同的,調(diào)節(jié)水硬度會優(yōu)化加工液的表現(xiàn)性能。
單機(jī)條件下如果pH值較低,最簡單的解決方法是傾倒和清洗,然后按照推薦濃度加新鮮金屬加工液。如果是加工黑色金屬的中央槽系統(tǒng),可以用適當(dāng)添加劑,將pH值調(diào)整到8.8~9.2。如果pH值特別高,往往是金屬加工液已經(jīng)受到污染,需要傾倒和換新液。
4、污垢再循環(huán)
金屬加工液的金屬微粒,往往被認(rèn)為是“污垢”或“碎屑”。如果沒有及時(shí)清理,碎屑會在工件表面堆積而形成電池,碎屑下面的金屬往往會生銹。單機(jī)條件下,應(yīng)及時(shí)排空—清洗—用清水沖洗,按照推薦濃度加新鮮金屬加工液。
5、水
通常水中的化學(xué)物質(zhì)是積累的,會提高加工液的腐蝕程度。所有水包含離子,部分離子富有侵蝕性,會導(dǎo)致大部分金屬腐蝕。水含有超過100×106的氯化物、超過100×106的硫化物,或50×106硝酸鹽,這些離子被認(rèn)為富有侵蝕性。氯化物、硫化物和硝酸鹽破壞金屬表面的防護(hù)層,導(dǎo)致腐蝕。持續(xù)加水會提高中央槽系統(tǒng)的氯化物、硫化物和硝酸鹽含量。金屬加工液使用時(shí)間越長,離子的侵蝕性更高。
每種金屬加工液的配方,都需要維持濃度來發(fā)揮“最佳點(diǎn)”。定期檢測金屬加工液濃度,可以避免加工性能和環(huán)境問題。
如果用戶懷疑水有侵蝕性時(shí),可取樣并通過全分析來確定。當(dāng)中央槽系統(tǒng)的金屬加工液被懷疑導(dǎo)致腐蝕,請取樣并檢測離子含量。當(dāng)氯化物、硫化物和硝酸鹽濃度超過可接受范圍,可使用去離子水或者蒸餾水作為工藝用水,也可選擇防腐蝕性能高的金屬加工液。
溶解在水中的固體,可以破壞金屬加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于鈣和鎂離子溶解在水中引起。
二價(jià)離子和皂類、潤濕劑和乳化劑反應(yīng)所形成化合物,溶解度會降低。這種不溶解的成分,耗竭機(jī)床和工件防銹劑。硬水指的是含量超過250×106碳酸鈣或者15“德國克”(德國硬度標(biāo)準(zhǔn))。硬度越高,越容易產(chǎn)生腐蝕。
電導(dǎo)率是另一個檢測金屬加工液中溶解離子的方法。高電導(dǎo)率增加了腐蝕、金屬加工液的不穩(wěn)定、殘留物和其他問題。超過4MilliSiemens/cm被認(rèn)為高電導(dǎo)率。 pH值是金屬加工液控制腐蝕的一個重要參數(shù)。超過9的高pH值,可以保護(hù)黑色金屬,但對有色金屬腐蝕防護(hù)不利,如:鋁、黃銅和青銅。
水硬度會影響加工液的平衡,不同地理區(qū)域的水硬度是不同的,調(diào)節(jié)水硬度會優(yōu)化加工液的表現(xiàn)性能。/
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