水性金属切削液中水溶性防锈剂的添加
发布时间:2012-10-30 10:49
铬酸盐
铬酸钾和重铬酸钾呈橘红色结晶状，是一种对钢铁材料和非铁金属（铜、铝、镁、锌）均具有防锈效果的通用型缓蚀剂。在室温下，自来水中质量分数0.2%-0.5%的铬酸盐即可防止钢的锈蚀，其防锈性随水中氯离子的增加和温度的升高下降较快。铬酸盐与磷酸盐、亚硝酸盐复配使用缓蚀效果能增强。铬酸盐有一定毒性，其水溶液对皮肤有刺激性，重铬酸钾是强氧化剂，处理时需特别留意。
钼酸钠
钼酸钠为白色菱形结晶，溶于水，100℃时失去结晶水。钼酸钠在pH值6-11的范围内起作用。钼酸根阴离子是阳极钝化剂，可促进金属表面氧化膜的形成，从而起到缓蚀作用。钼酸钠与可溶性锌盐、有机磷酸盐以及某些阳极钝化有协同增效作用，复合使用可减少用量并提高其缓蚀效果。
钼酸钠与有机防锈剂的协同增效作用可明显改善某些含有机防锈剂的合成切削液或水性金属切削液对灰铸铁的防锈性能。钼酸钠水溶液对钢铁、铜、黄铜、铝、镉、银、锌都有缓蚀作用，特别是当钼酸盐与有机磷酸盐、锌盐等复合使用时，对铜和铝有良好的缓蚀效果。
钼酸钠毒性极低，对硬水适应性强，储存稳定性好，有一定的润滑性能，是一种有发展前途的水性金属切削液添加剂。结晶钼酸钠水溶液作为缓蚀剂被广泛州于金属的防锈处理、循环冷却水系统、发动机冷却液、水性金属切削液、金属加工液、油田钻井泥浆等。其缺点是价格较高。
亚硝酸钠
亚硝酸钠是白色或微带淡黄色斜方晶系结晶或粉末，微有咸味，易潮解，易溶于水和液氨，其水溶液呈弱碱性(pH=9)；微溶于无水乙醇、甲醇、乙醚。露置于空气中缓慢氧化成硝酸钠。亚硝酸钠是防锈性能好、价格低廉的水性金属切削液中的无机防锈剂，在碱性介质中对钢铁有良好的防锈作用，对非铁金属（如铜、铝及其合金、锌、锡等）无效，甚至起腐蚀作用，所以同时应加入0.01%-0.1%的苯并三氮唑或适量的硅酸钠。
亚硝酸钠属阳极型缓蚀剂，有强氧化性而使钢铁表面钝化，当含量不够时，钝化膜的屏蔽不完整，形成小面积的阳极，使阳极的腐蚀电流密度加大，反而造成更为严重的局部腐蚀。
因此，从防锈的角度考虑，在水性金属切削液的稀释液中，亚硝酸钠的质量分数需维持在0. 25%左右。亚硝酸钠在pH值9-10的碱性条件下防锈效果最好，在中性溶液中效果较差，而当pH值低于6时，反而促进腐蚀。为此，通常加入适量的碳酸钠以维持其碱性。
亚硝酸钠有一定毒性，在人体内可能生成致癌物质亚硝胺。我国对亚硝酸钠在食品中的使用作了严格限定。制定了GB1907-2003《食品添加剂亚硝酸钠》、GB/T5009. 33-1996《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定方法》和GB2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》等多项国家标准。
根据新修订的GB2760-2007（2008年6月1日实施），亚硝酸钠（钾）作为护色剂和防腐剂在食品中的最大使用量为0.15 g/kg。各食品行业也有相应的行业标准，如中华人民共和国行业标准SB/T 10251-1995《火腿肠》规定：亚硝酸钠净含量不得大于30 mg/kg；QB1351一l991《云腿罐头》规定：亚硝酸钠净含量不得大于50 mg／kg。世界食品卫生科学委员会1992年发布的人体安全摄人亚硝酸钠标准为0-0.1 mg／kg体重，按此标准使用和食用，对人体不会造成危害。生产设备要密闭，车间要通风良好。此外，包装、运输和储存过程中也必须按照相关法规处置。
美国在20世纪60年代报告了亚硝胺有致癌性。日本在20世纪80年代初从十六种W3类水性金属切削液中检查出亚硝胺的存在并将该类切削液从国家标准JISK224 l中删除以来，亚硝酸钠在水基切削液中的应用受到了质疑。各国都在积极开发亚硝酸钠的代用品，我国取代亚硝酸钠的研究工作也一直在进行，取得了不少成果。
本文参考《切削液技术》一书。
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