人類使用切削液的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。人們?cè)谀ブ剖?、銅器和鐵器時(shí),就知道澆水可以提率和質(zhì)量。在古羅馬時(shí)代,車削活塞泵的鑄件時(shí)就使用橄欖油,16世紀(jì)使用牛脂和水溶劑來拋光金屬盔甲。從1775年英國的約翰·威爾金森(J.Wilkinson)為了加工瓦特蒸汽機(jī)的汽缸而研制成功鏜床開始,伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應(yīng)用。到1860年經(jīng)歷了漫長發(fā)展后,車、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機(jī)床相繼出現(xiàn),也標(biāo)志著切削液開始較大規(guī)模的應(yīng)用。
硫含量
切削油中硫來自兩個(gè)方面。一個(gè)是加入的含硫極壓劑,另一個(gè)是來自其他沒有極壓作用的含硫化合物,如基礎(chǔ)油中原有的天然硫化物以及防銹劑、抗氧劑等。有效的硫只需很低含量(0.1%)即可產(chǎn)生明顯的極壓效果。含硫極壓劑對(duì)抑制積屑瘤特別有效,沒有簡(jiǎn)單的方法能分別測(cè)出有極壓性的硫和沒有極壓性的硫。所以很難僅僅依據(jù)其硫含量(特別是硫含量不高時(shí))判斷其極壓性如何。不過多數(shù)切削液制造廠家在其產(chǎn)品說明書中都標(biāo)明加入的極壓劑硫含量。
鋼鐵在進(jìn)行涂裝前通常需要進(jìn)行前處理,包括除油、除銹等工藝,化學(xué)前處理方法通常還要在鋼鐵的表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜,該轉(zhuǎn)化膜既有一定的防腐能力,可以避免零件在噴涂前短暫的時(shí)間內(nèi)返銹,也可以增加零件表面的粗糙度,增強(qiáng)涂料與基底的結(jié)合力。
陶化原理
1)酸的侵蝕使金屬表面H+濃度降低:Fe-2e—Fe2+,2H++2e—2[H]
2)納米硅促進(jìn)反應(yīng)加速:
[Si]:ZrO2+4[H]—[Zr]+2H2O
式中[Si]為納米硅,[Zr]為還原產(chǎn)物,納米硅為反應(yīng)活化體,加快了反應(yīng)速度,進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降,生成的[Zr] 成為成膜晶核。
3)鋯酸根的兩級(jí)離解:
H2ZrF6+H+—ZrF62-+2H+
由于表面的H+濃度急劇下降,導(dǎo)致鋯酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng),終為ZrF6-。
4)鋯酸鹽沉淀結(jié)晶成膜:當(dāng)表面離解出的ZrF6-,與溶解中的金屬離子Fe2+達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí),就會(huì)形成鋯酸鹽沉淀。