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随着工业的发展，金属加工企业更加注重提高机床的性能及适应性，实现降本增效目标。因此，含油的半合成切削液应用也越来越广泛。半合成金属切削液虽然能提高加工效率，但产生的泡沫问题也给运维带来烦恼。泡沫有什么影响？为什么产生泡沫？

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泡沫的影响

（1）5S管理及安全

切削液泡沫水平增高，从液槽中溢出后会在机床周围扩散开，导致车间地面不整洁，需要保洁人员经常清理；造成地面湿滑，带来安全隐患。

（2）报警停机

泡沫上升会使机床设备的传感器误以为液面高，从而报警，甚至导致机床设备停止运转，造成非计划停机的生产事故。

（3）引起对液位的误判

泡沫上升，会掩盖中央液槽的实际液面，使维护人员无法判断真正的液面水平，这样的误判会导致维护人员无法决定补水补液的量，从而导致维护质量的不稳定。

（4）泡沫影响加工效果

泡沫过多有时会导致由泵打到加工处的切削液混有大量空气，形成气液混合物，影响润滑和冷却效果，会导致加工表面效果差、烧伤、刀具损耗加快等诸多问题。但这种情况相对较少见。

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产生泡沫的原因

当半合成切削液出现泡沫后，操作人员应该如何减轻泡沫呢？这还得从泡沫的形成原因来看：

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产品及应用原因

（1）配方

从配方角度来说，切削液完全没有泡沫是不现实、不科学的。半合成切削液结合了油的优异润滑性和水的优异的冷却性，使油和水形成稳定均一整体的就是表面活性剂，因此必然有产生泡沫的倾向。

减轻措施：降低泡沫倾向，从配方角度可以考虑选择泡沫倾向较低的表面活性剂，在非离子表面活性剂的基础上，引入PO（环氧丙烷）到分子结构中来平衡泡沫倾向，这样可以降低切削液产生泡沫的倾向。

（2）切削液水的硬度

水的硬度过低会使切削液的泡沫倾向增高，提高硬度可以帮助降低泡沫倾向。同时要注意产品应用中关于软水和硬水的定义。比如中国认为PPM肯定不是软水，但欧洲会认为这是软水。

减轻措施：针对切削液的应用要求上需要统一切削液水的标准，使用硬度较高的切削液水。

（3）污染的可能

污染的主要来源是工业清洗剂，清洁机床所用的清洁剂，甚至清洗地面的化学品，或者其它泡沫倾向较高的切削液等。

减轻措施：提高管理水平和操作规范度，尽可能减轻污染的可能性。

（3）消泡剂的损耗

消泡剂是分散在切削液中，而不是溶解的，所以会在应用过程中逐渐地损耗，除本身损耗之外，过滤精度高也是消泡剂损耗的主要原因。

减轻措施：定期补充新液，在消泡剂大量损耗后，切削液本身的抗泡沫性能就显得相对重要。

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机械原因

（1）压力流量

由于加工节拍、加工效率的提高，要求机床切削液循环速度、压力相应的提高，抗泡沫性能要求就相应地提高。同等条件下，压力与流量的提高使切削液的泡沫倾向增高。

减轻措施：控制切削液流速不要太快，同时避免出现太多直角水槽。

（2）液槽容积/停留时间

由于受空间的限制，单机回液槽设计的较小，导致液在回液槽中没有足够的停留时间以使切削液中的空气释放出来。切削液中的空气被进一步剪切，给切削液在抗泡沫性能上形成较大挑战。

减轻措施：增加液槽的容积大小以及增加回液槽停留时间，充分释放切削液中的空气。

（3）泵吸空

管道泄漏，特别是泵前面的管道，会导致泵吸入空气与切削液混合，产生较多的泡沫；同时也会导致供液不足、气液混合从而导致加工表面差、烧伤等一系列问题。

减轻措施：定期检查管道，避免发生泄露情况。

（4）加工方式/过滤精度

高的过滤精度会很容易过滤掉切削液中对消除泡沫有帮助的成份，使切削液无法建立补液与消耗的平衡，在运行过程中会有更高的泡沫问题倾向。同时磨削过程中的细小磨屑会在滤纸上形成“滤饼”，使过滤精度变得更高，易导致泡沫的问题。

减轻措施：增加液槽的容积大小以及增加回液槽停留时间，充分释放切削液中的空气。

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其它原因

引起泡沫问题除以上因素外，系统生菌、乳化液变差、液槽温度高等也会是系统泡沫倾向高的原因。

针对这些原因的应对措施，我们大家都是在不断地学习摸索过程中，通过技术研发人员、技术服务工程师、配方专家以及客户共同探究更好的应对方案。

泡沫问题，一直困扰着和金属加工各个方面的相关者，解决泡沫问题也是占据了技术研发与技术服务人员大块时间的一项工作。基于目前的半合成金属加工液体系，所有人都是在寻找合适的方法来减轻泡沫的影响。

接下来将从三个角度和大家分享经验，希望可以对大家有所帮助。

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从金属切削液的配方角度

全合成产品

通常情况下，全合成产品均采用的不含油的配方体系，几乎不添加乳化剂，而采用特殊的水性聚醚，因此空气释放和泡沫性能均较好，泡沫问题比较少见。出现泡沫问题时，大多和现场应用有关，根本原因需要咨询我们的技术服务工程师。

半合成产品

现在半合成的产品市场应用最广，设计加工领域最多，泡沫问题还是需要根据应用来设计配方，不单单是一个产品可以覆盖任何一个应用。半合成产品要肩负冷却，润滑，清洗，金属防护等多面的功能，同时也要满足客户的环保、操作友好、低消耗和长寿命的要求。为了满足客户的需求，设计配方时我们就需要考虑产品的各个性能之间的平衡，尽可能的满足大多客户的需求。通常，半合成切削液的消泡是靠消泡剂和水的硬度（水中的钙，镁离子），传统的消泡剂都是有时效性的，因此水的硬度就对泡沫性能起着决定性的作用。对于水质比较硬的客户对切削液的抗硬水性要求很高，却很少担心泡沫的问题；对于采用软水的客户对切削液的抗硬水性要求就偏低，有可能会担心泡沫问题。因此如何根据客户的工况，水质选择产品或设计产品都是非常重要的一步，因此根据工艺状况，推荐合适产品可以解决客户的泡沫问题。另外，有些特殊应用工况对泡沫的要求也是异常严苛，比如：70Bar的高压加工，传统的产品泡沫很难满足。因此对于高喷射压力金属加工的工况，要解决该应用需要对应的配方平台才可以满足对泡沫的需求。

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从金属切削液的配方角度

大多数情况下，一旦有泡沫问题，就可能会有客户抱怨，这产品泡沫不行，容易给产品贴“泡沫差”的标签。在泡沫表现上，我们需要理性对待，在保证切削液本身的泡沫表现之外，还需要从其它方面来补充。我们可以尽量从“人，机，料，法，环”多角度来考虑金属切削液运行过程中的表现及控制。以下，常见的引起泡沫问题影响因素：

现场的管理原因

补液无规律，无规程有计划的定期补充浓缩液，可以是切削液自身建立相对稳定的平衡，被消耗的成分得到及时补充。避免“三天打鱼，两天晒网”式的无计划运维方式。单机补液，只加水，不补浓缩液，我们建议在补液的时候，如果水分挥发浓度高了，建议添加低浓度的切削液，不能只加水。在用液浓度太高通常情况下，浓度越高，泡沫趋势越差，因此建议浓度控制在我们推荐的应用范围内。在用液硬度偏低通常情况下，切削液保持一定的硬度对泡沫的改善是有帮助的，液的硬度太低需要适当的补充一些硬度提高剂来减少泡沫。在用液被污染避免切削液以外的化学品进入，比如清洗剂（设计相容的清洗剂除外），上一道次的加工液残留，洗涤用品（设备擦洗用的），或其它品牌的切削液等。

现场的设备原因

液槽设计或容积问题特别对于上排上控的集中供液来说，如果回液箱设计的太小，泡沫来不及静置消掉，往往有泡沫益处的风险，因此再设计液槽时，需要考虑该问题。液槽清理问题对于很多单机底部的收集液箱，如果没有自带过滤器，箱体底部非常容易聚集大量的金属屑，占用液槽容积，稍有泡沫就会有益处的问题，因此建议定期对液槽进行清理。泵吸空的问题该问题较为少见，一旦出现泵吸空，导致泡沫被抽入泵中多次循环，泡沫严重。液温较高切削液使用温度通常控制在20-30℃，温度偏高对泡沫也有负面影响，需要定期检测冷却系统。喷射压力通常切削液推荐应用的喷射压力约在3-30Bar，如果喷射压力过高，使用前请咨询我们工程师。

消泡剂的使用

消泡剂的使用往往需要和现场的工况、工厂的限制及切削液产品相结合，才能选择最合适的消泡添加剂。作为金属加工的“重要一员”，切削液至关重要。在切削液生产企业创新升级产品的同时，金属加工企业也应该保证切削液效能的充分实现，从而节约设备能耗，延长设备寿命，提高能效，助力企业成功迈进工业高速发展的时代。

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