如何预防金属加工的锈蚀问题？

        

        在金属加工和处理工艺中经常用到加工油、液，如何防止金属受到腐蚀、锈蚀，是金属加工油液的一个重要性能指标。为了便于表述，下文中提到的金属加工油既包含金属加工中用到的油液，也包含金属处理工艺中使用到的油液。这里提到的腐蚀，既包含铁和钢发生的锈蚀、生锈，也包含其他金属的“锈蚀”。

机床“生锈”问题：

        腐蚀是金属表面部分或者全部剥离、溶解或软化的化学反应。“生锈”仅仅指铁和钢发生的腐蚀。“腐蚀”不仅包含铁金属，而且还包含其它有色金属。因此本文讨论的不单是铁和钢的腐蚀（锈蚀）问题。

金属加工油要解决两方面的腐蚀问题：防止被加工金属物件腐蚀、防止机器部件（完成加工任务的金属部件）腐蚀。有四类金属在工业中最为常见，钢铁、铝、镁、钛。下面我们逐一展开讨论。

哪些因素会造成金属锈蚀、腐蚀？

        影响锈蚀的因素除了金属加工油本身的成分之外，还有水分/湿度，温度，空气质量、油液是否受到污染（酸、盐、其它液体如化学液体、其它油类等等）、细菌、水质、加工液的浓度不当、或者加工液浓度不均匀，导致金属表面不同区域接触到的浓度不均衡、金属表面有裂缝、缺口，或者异种金属之间产生的电偶腐蚀。

铁：

        铁、钢是最常见的一种金属，价格低强度高，缺点是容易腐蚀（生锈）。在实验室，检测防锈性能使用ASTM D4627。金属加工油里常用的锈蚀抑制剂包括胺类化合物，胺对于防锈能力很关键，检测时注意检查胺的含量。而在实际使用中，影响这项性能的因素有水质不好、细菌含量高、湿度大、空气里含酸。

铝：

        铝比铁轻，密度只有铁的1/3左右，优点是不容易腐蚀。但是，在某些情况下，铝会腐蚀，比如接触到某些金属盐（如氯化物），PH值过高、与其它金属接触形成电偶腐蚀。如何检测金属加工油是否会腐蚀铝金属呢？方法如下：

        取一块铝片，用烧杯乘一些金属加工液，把铝片一半浸入液体里，第二天查看油液对铝片的腐蚀情况。另一种较为复杂的方法是ASTM F1110腐蚀试验（Standard Test Method for Sandwich Corrosion Test），也称波音夹层实验（Boeing sandwich test），使用一张过滤纸浸泡金属加工液，然后把纸夹在两块铝片之间，在加热、潮湿的条件下过7天。同样的实验条件，不同的是使用去离子水浸泡滤纸，7天后查看铝片的腐蚀情况。对比这两组实验，如果金属加工液实验组出现的腐蚀比去离子水实验组的严重，则认为金属加工液的腐蚀性不过关。检测中，既要检测金属加工液浓缩液（母液）的腐蚀情况，也要检测在稀释后（按照建议的浓度稀释）的腐蚀性。铝金属加工液常见的腐蚀抑制剂有硅酸盐，磷酸酯。

镁：

        镁金属的密度比铝还小（铝的2/3），但是强度好。镁有两个缺点：易燃，化学性质活泼，和水会发生反应，生成氢气易燃易爆。当使用水基加工液时，这个问题特别重要。检测方法可以使用金属加工液和镁片反应，收集并测量生成的氢气体积，从而判断金属加工液和镁之间反应的强度，另外还应注意镁片的腐蚀程度。 

钛：

        钛的优点是密度小，强度大，是强度-重量比最高的金属，而且耐腐蚀。但是导热性差，因此散热能力不好。在加工、切割是，热量就容易集中在切割面、接触面上。钛金属的弹性很好，意味着在加工时，钛材料在加工受力时容易弹开偏离，除非加工时受力较大。钛金属抗腐蚀，但是在高温条件下，容易发生应力腐蚀、开裂，测试这个问题的试验方法是ASTM F945。 

        结语：本文对四种常见金属的性能进行了浅析，探讨了金属加工液在使用中造成的金属腐蚀问题，以及金属加工液对金属的腐蚀性测试方法。每种金属有不同的物理、化学特性，因此在使用中应根据金属的物化性质，解决腐蚀问题。