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德国冷却润滑液使用状况调查区域

2020-05-07 09:55:42| 来源:| 编辑:| 点击:2次

在切削加工中使用冷却润滑液已有很长历史,而这种状况在可预见的将来也不会改变。早期曾预测干式切削会很快流行,但现在的情况不是这样,而且在将来,大部分切削加工将使用大流量的冷却润滑液系统。德国联邦政府经济和出口管理部门的统计数字显示:在德国,从供应的水溶性和非水溶性冷却润滑液的吨数来看,其消耗量并没有减少。

干式切削和微量润滑切削并未大面积推广

干式切削(广义来讲也包括微量润滑切削)在过去12年中受到重视,在此期间做了大量研发工作,迄今大多数工件材料基本上都能进行干式切削。根据一项对刀具制造商和机床制造商的调查发现,干式切削并没有像预期的那样得到应用,目前它只占有12%的市场份额。尽管湿式加工在劳动保护和环境保护方面存在缺点,但目前湿式加工仍然占优势。

干式切削没有得到很快推广有许多原因,主要的原因是担心改换干式切削的工作会影响生产的正常进行;由于满负荷运行的机床和相关人员的缺乏,很难保证这种改换不会影响生产的正常进行。因此,很少有将原有加工流程改造为干式切削的。但是,干式切削所占的比例还是提高了,因为在新建生产线时(尤其是批量生产的情况),对于是否采用干式切削或微量润滑切削给予了考虑。因此,在批量生产领域,干式切削的市场份额在五年内估计可达27%;接受调查的专家预测,在所有的加工领域,干式切削将占到15%的市场份额。

酯类的合成油和水溶性系统应用前景好

无论是水溶性还是非水溶性的冷却润滑液,其基础油可以是矿物油、天然或合成的酯类、合成的碳氢化合物和聚二醇。其中,生物上可分解的酯类产品在未来的市场份额会增加。与矿物油相比,酯类基础油有生态上的优势和技术上的优点,包括:

(1)对水环境的保护较为有利;

(2)较少汽化损失;

(3)寿命长;

(4)燃点高;

(5)不伤害皮肤;

(6)有较好的润滑性,可获得较好的加工质量。

成本较高和生产周期较长阻碍了酯类油的进一步推广应用,目前酯基产品只占有5%~10%的市场份额。但由于其显著的优越性,有关人士预测,将来酯基产品(尤其是不含矿物油的水溶性产品)占有的市场份额可达50%。

多功能油只限于个别应用场合

多功能油的特点是至少适用于2个以上的不同应用场合,它们既可作为机床的液压油,又可作为切削油,从而解决了液压油与切削油相互混入的问题。

由于多功能油要用一个产品系统去覆盖广泛的应用领域,因此对于某一个具体的加工,只能是一种折衷的选用。多功能油在将来的发展前景不太大,尽管总的趋势是减少切削液的品种,放弃对每种加工都开发特定切削液的做法。

相关立法工作正在进行中

为了防止化学制品对人类和环境可能造成的危害,欧盟委员会正在就化学制品的登记、评估和批准的欧盟法律草案(REACH)进行新一轮的激烈讨论,预计到2007年中,REACH将会生效。届时在欧盟,年生产或进口一吨以上的化学制品,对其每一个可预见的应用领域(包括用作冷却润滑液)必须经过登记、评估和批准,申报费用计入材料成本。由于那些作为冷却润滑液添加剂的化学制品用量少,使登记成本高得不成比例,因而不得不放弃使用或导致冷却润滑液价格大幅上扬。而添加剂的改变或调整会暂时影响冷却润滑液的质量,进而影响到加工工艺的调整。REACH的实施将要求冷却润滑液制造商提供更详细的产品数据,因此 的保密将更加困难。

欧盟已公布的“生物杀菌剂指导书”是下一步REACH的预演,已经涉及了市场上可供货的生物杀菌剂的80%,从而使价格有所提高。因为细菌经过一段时间后会适应生物杀菌剂,使其失去杀菌效果。冷却润滑液制造商希望,如果现有的生物杀菌剂也需要申报,最好不要有大的变化。为此,一些冷却润滑液制造商也开发了无生物杀菌剂的产品,经试用取得了很好的效果。

优化冷却润滑液是提高加工效率的重要因素

通过将冷却润滑液与具体加工过程优化搭配,可以提高加工效率、延长刀具寿命和提高加工表面质量。然而,润滑工业协会的 Müller博士认为,很多企业并未认识到冷却润滑液的重要性。企业因为生产任务忙或人手不足等原因,顾不上对冷却润滑液进行优化,并担心使用新的 冷却润滑液有影响生产的风险。

冷却润滑液制造商认为,只有20%的用户采取具有针对性的应用方案来提高生产效率,其余80%的用户则在使用并非最佳的冷却润滑液。为了简化管理,企业都尽量减少冷却液的品种。从某个企业的实例可以看到,尽管优化冷却润滑液增加了制造费用,但总的加工成本显著下降。

此外,机床的结构也会影响冷却润滑液的使用效果,例如,有的机床存在冷却泵能力太小、不利于清洗而有利于微生物生长等结构缺点。

冷却润滑液的维护保养十分重要

在问卷调查中,企业对于由冷却润滑液制造商来提供保养和维护给予了很高评价。在德国,约有20%的企业由于不愿增加投入而不对冷却润滑液进行保养。专家估计,在被调查的企业中,凡是对冷却润滑液进行保养的,可使其寿命延长50%。相关的技术包括:

(1)保养的方法和装置

目前大多仍采用毛毡或纸来过滤固体杂质,这种一次性使用过滤织物的做法还会继续下去。从长远来看,金属或合成材料的过滤将得到推广,因为它们的使用寿命长,可使总的费用降低。

(2)冷却润滑液保养机械

采用中央处理设备比单个处理设备更为有效,但中央处理设备的缺点是如果一台机床的冷却润滑液受到干扰,就会影响其它机床。因此,发展趋势是采用25~50m3之间的设备,而不再采用如500m3这样的大型设备。管道输送系统的使用将越来越多,因为利用地 沟输送废液需要采取严格的防渗漏措施。

(3)加强管理

使用新的冷却润滑液减少了对人体健康的危害,但它们对脏物的侵入很敏感。因此需要采取在工作时禁烟、把机床密闭起来、将运送切屑的车辆加盖等措施来防止各种杂物的侵入。为此,企业要加强对员工的教育和落实技术措施来保护冷却润滑液。

冷却润滑液全寿命周期的费用

冷却润滑液在其全寿命周期中的费用大致可分为采购费用和使用期间发生的费用。在问卷调查中,大多数企业认为冷却润滑液全寿命周期的费用主要是保养维护费用和相关人员和设备的费用,而采购费用则是次要的。

只有少数企业了解企业使用冷却润滑液的全部成本,多数企业只看到采购费用和废液处理费用,而未考虑与维护相关的人员费用以及冷却润滑液对提高生产率和延长刀具寿命的作用,从而购入了低价产品;从全成本的角度来看,这种做法付出更多。

制造商参与企业冷却润滑液的全面管理尚待时日

近年来,美国出现了冷却润滑液管理新模式,即由冷却润滑液制造商或服务商对企业的冷却润滑液提供内容广泛的动态管理,包括采购、化学分析、保养、废液处理等。而在德国,大多数被调查企业只利用了化学分析和向冷却润滑液制造商进行咨询的业务,而没有利用其它服务内容。造成这种状况的原因是,企业担心技术诀窍(know-how)流失和缺乏对服务商提供的服务措施效果的评价依据,此外还有来自企业内部的阻力。目前在德国,估计有15%的企业利用了全面的冷却润滑液管理,而有10年以上know-how的企业还是不打算将冷却润滑液的管理外包。

提倡在工程项目早期就与冷却润滑液制造商合作

在制造业,通常在建设新的生产线或设计新的机床时都不与冷却润滑液制造商进行商讨,结果在设备投入运行时经常出现起泡或因水箱太小引起的问题,这些问题通过与冷却润滑液制造商进行早期合作是完全可以避免的。企业购买新设备时,在企业内部与冷却润滑液有关的专业人员往往也被排除在外,同样会造成此类问题。有例子证明,与冷却润滑液制造商进行早期紧密合作可以明显降低生产成本。

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