- 加工要訣 2017/05/09 UP
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加工要訣第9冊
如何善用水溶性冷卻液
－水溶性冷卻液是一種生物－
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在工廠朝向更快速加工以降低成本的最新趨勢之下，冷卻液除了潤滑功能，還必須具備冷卻能力。先前號稱冷卻能力良好的水溶性冷卻液，在潤滑功能方面遜於油基冷卻液。但是，因為水溶性冷卻液透過添加物而提升了潤滑功能，而且起火風險低於油基冷卻液，所以使用越來越廣泛。
水溶性冷卻液是一種生物。其劣化會造成許多問題，包括切削效能降低、產品/機器刀具生鏽、刀具壽命縮短、分解會產生異味，以及會傷害健康。因此許多人可能發現要處理及管理水溶性冷卻液相當困難。事實上我們經常收到關於水溶性冷卻液處理方面的建議，其中有案例是槽內的冷卻液起泡沫，因此體積增加，溢流到工廠地板上。
水溶性冷卻液的未稀釋溶液含有油作為主要成份，還有許多添加物，例如以水稀釋時使用的表面活性劑、抗氧化劑、防腐劑、殺菌劑、消泡劑，和極壓添加劑。因此水溶性冷卻液最重要的是每一添加物的數量和比例。不平衡的添加物數量和比例會降低水溶性冷卻液的效能。因此，適當處理和管理水溶性冷卻液除了能維持其效能，也是完全發揮冷卻液效用的關鍵。
首先我們討論如何管理水溶性冷卻液。冷卻液管理可分為兩個部分：第一是濃度管理，第二是pH（氫離子濃度指數）管理。因為水溶性冷卻液內的水會蒸發，使用添加物期間，冷卻液濃度會成比例增加。冷卻液附著於切削碎屑上也會使添加物的數量和比例之間發生不平衡，以及pH下降，提高生鏽的可能性。所以建議您應定期以濃度計和石蕊試紙來檢查濃度和pH。此外水的硬度可能會影響冷卻液狀況，產生泡沫或不穩定的狀況。我們無法調整或控制水硬度，因為依據地區（水源）而異。但是，瞭解冷卻液的可控範圍很重要。
在濃度高時，可補充相同類型的高度稀釋水溶性冷卻液而非僅添加水，來維持溶液濃度和添加物的數量和比例。
若僅補充水，濃度會變低，但是添加物的數量和比例會變成不平衡，造成冷卻液效能不佳。
此外，經常補充冷卻液會比一次補充更能確保較為穩定的冷卻液狀況（例如，一天補充15L兩次，優於一天補充30L一次）。新的水溶性冷卻液的pH是鹼性，但是冷卻液劣化時會變成酸性。所以pH等級能有效協助偵測冷卻液的效能劣化。
接著是如何處理水溶性冷卻液。切削碎屑、空氣中的灰塵和微粒無可避免會進入已長期使用的冷卻液中。如先前所述，因為冷卻液會附著於切削碎屑的表面，某些冷卻液成份會因此喪失，造成冷卻液成份不平衡。但是，要完全阻隔這些物質進入冷卻液極為困難。所以應採取適當措施來因應已進入冷卻液內的物質，這一點很重要。我們推薦使用過濾裝置來排除碎屑、灰塵和微粒。過濾裝置能從冷卻液中分離異物，並將清潔後的冷卻液送回槽中。若要移除冷卻液表面上漂浮的油，例如潤滑油，可使用名為汲油器的裝置。
汲油器
若因休長假等使機器長時間沒有操作，冷卻液在溫度可能上升的狀況下也會休眠。如此會使細菌成長，冷卻液分解。在另一狀況下，附著於操作員身體上的細菌會進入冷卻液，而且因為高溫而增殖。為預防這種狀況發生，可採取措施以控制溫度（例如，若機器靠近窗戶，請裝上窗簾），或在冷卻液中加入防腐劑。
水溶性冷卻液的可用壽命取決於管理和處理的優劣。換言之，適當管理/處理會延長壽命，不當管理/處理會縮短壽命。事實上有工廠使用水溶性冷卻液長達5年而不需更換。若店家沒有管理拉麵湯，連鎖拉麵店內的拉麵味道可能會與其他分店不同。
公司若於數個地點擁有多個生產設施，注意水的硬度也很重要。
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本專文負責人：DMG MORI CO., LTD.
數據來源：Technical Report by YUSHIRO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.（YUSHIRO化學工業株式會社技術報告）。
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