在傳統(tǒng)動力總成企業(yè)里，水基切削液多使用自來水進(jìn)行混配。由于水基切削液配方多來自國外，而且生產(chǎn)的產(chǎn)品具有一定的統(tǒng)一性，盡管化學(xué)品生產(chǎn)商會盡可能考慮到世界各地水質(zhì)的差異，針對實際應(yīng)用研發(fā)或選擇有針對性的產(chǎn)品，但由于水基切削液各性能相互制約的特性，不同現(xiàn)場實際運行條件的不同，不同運行階段的實際要求的不同，如果滿足所有的實際需求是很困難的技術(shù)問題。如何提高切削液的使用壽命，減少切削液給加工乃至整個企業(yè)生產(chǎn)帶來的影響，減少污水的排放對環(huán)境的影響是我們討論去離子水這個課題的基礎(chǔ)。
去離子水的概念
1.去離子水的定義
   去離子水是指除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水 。標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TC 147規(guī)定的“去離子”定義為：“去離子水*或不*地去除離子物質(zhì)，主要指采用離子交換樹脂處理方法。”現(xiàn)在的工藝主要采用RO反滲透 的方法制取，應(yīng)用離子交換樹脂去除水中的陰離子 和陽離子 ，但水中仍然存在可溶性的有機(jī)物，可以污染離子交換柱從而降低其功效，去離子水存放后也容易引起細(xì)菌 的繁殖。
2．如何獲取去離子水
    去離子水實現(xiàn)的工藝有幾種，目前在動力總成企業(yè)里應(yīng)用較廣的工藝是反滲透水處理設(shè)備與離子交換設(shè)備進(jìn)行組合制取去離子水的方式，如圖1所示。其基本工藝流程為：原水→石英砂過濾器→活性炭過濾器→樹脂交換（處理鈣鎂離子）→精密過濾器→高壓泵→反滲透設(shè)備→純水箱→純水泵→用水點。
    石英砂過濾器用來濾除自來水中存在的鐵、鋁和硅膠體，截留水中細(xì)小顆粒雜質(zhì)，降低原水渾濁度，控制原水污染指數(shù)。活性炭過濾器用于去除自來水中余氯、氯仿和揮發(fā)酚類等有機(jī)物及異味、異臭，吸附部分有毒有害金屬元素，如六價鉻、鉛等，并zui終全面降低原水濁度、色度，改善原水口感，使原水水質(zhì)經(jīng)預(yù)處理后符合反滲透裝置入口水質(zhì)要求。樹脂交換用于去除水中鈣鎂離子，降低原水硬度，保護(hù)飯反滲透膜元件。精過濾器用于濾除前級設(shè)備泄漏的細(xì)小顆粒物。
該工藝的核心環(huán)節(jié)是反滲透，反滲透實為滲透的逆過程。自然界有一種膜叫半透膜，它只能透過水而    不能透過其他溶質(zhì)。如果將淡水和鹽水這種半透膜隔開，淡水會自然地透過半透膜至鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透進(jìn)行到鹽水一側(cè)的液面到某一高度而產(chǎn)生壓力，從而抑制淡水進(jìn)一步向鹽水滲透而達(dá)到平衡，平衡壓力稱之為滲透壓。在這種情況下，如果在鹽水一側(cè)加上一個大于滲透壓的壓力，鹽水中的分子就會從鹽水一側(cè)透過半透膜至淡水一側(cè)，這一現(xiàn)象稱為反滲透。
從上面的流程可以看出，去離子水設(shè)備處理流程比較簡單，基本是直線流程，沒有反饋。
去離子水的應(yīng)用
    結(jié)合目前發(fā)動機(jī)工廠及變速器工廠的應(yīng)用經(jīng)驗，根據(jù)德國清洗機(jī)廠家杜爾的經(jīng)驗，去離子水電導(dǎo)率控制在≤50us/cm即可。實際上我們考慮去離子水設(shè)備規(guī)劃時有幾個基本的要求及注意事項：
（1）原水指標(biāo)，原水各項指標(biāo)直接決定后續(xù)設(shè)備的設(shè)計。
（2）去離子水指標(biāo)，新設(shè)備驗收要求≤10us/cm，使用期間控制在50us/cm以內(nèi)，需定期做好保養(yǎng)和維護(hù)。
（3）設(shè)備處理能力，需要根據(jù)具體需求量來設(shè)計，特別注意水溫對整個系統(tǒng)產(chǎn)量的影響非常大。
（4）工廠設(shè)備位置選擇時需考慮好濃水的排放。
    鑒于這些問題的存在，去離子水的應(yīng)用就有了實際的價值。通過應(yīng)用去離子水來彌補(bǔ)各地水質(zhì)及實際運行情況不同給切削液帶來的不良影響。下面我們將根據(jù)對去離子水在動力總成生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析和研究。
1．在水基切削液控制中的應(yīng)用
以發(fā)動機(jī)工廠為例，發(fā)動機(jī)工廠主要以機(jī)加工為主，熱處理工藝較少，因此我們更關(guān)注對機(jī)加工影響較大的水基切削液。
    對水基切削液穩(wěn)定性的影響的主要因素是原水的硬度及切削液長期運行的累計硬度。在此，我們以某切削液集中過濾發(fā)動機(jī)工廠鑄鐵缸體加工為例。2006～2009年期間，本企業(yè)使用一款產(chǎn)品其問題是使用不足一年，實際加工不到6萬件時，切削液就會出現(xiàn)不穩(wěn)定分層，補(bǔ)加量急劇增大，消泡性、防銹性能下降，經(jīng)常生菌，機(jī)床表面大量析出物等一系列問題。
    鑒于對切削液自身質(zhì)量的懷疑，本企業(yè)選擇了質(zhì)量較高的產(chǎn)品奎克QUAKERCOOL 3755 BIO。實際運行效果，在使用一年加工20萬件時，硬度迅速上升到1000ppm左右，切削液出現(xiàn)分層問題，不得以進(jìn)行半槽調(diào)整，將使用壽命又延長的9個月。盡管切削液質(zhì)量已經(jīng)有了質(zhì)的提升，但在Grob機(jī)床刀盤及其他位置上明顯出現(xiàn)鈣鎂離子析出的問題（如圖2），影響設(shè)備的正常運行，困擾著企業(yè)生產(chǎn)。
    基于上述現(xiàn)象，工廠與奎克化學(xué)品公司共同研究分析其原因。由于自來水入口硬度在120～150ppm之間，硬度并不高，切削液自身不含鈣鎂元素，造成乳化液不穩(wěn)定的主要原因是蒸發(fā)過快（冬季每天補(bǔ)加水量在17～20m3/天，夏季13～15m3/天），造成切削液硬度積累過快。為此，需要增加一臺去離子水設(shè)備，以保證切削液運行的穩(wěn)定性，降低硬度積累對切削液的影響，延長切削液使用壽命，減少對機(jī)床及生產(chǎn)的影響。
    實際使用效果十分明顯，在zui近一個使用周期中，奎克QUAKERCOOL 3755 BIO未進(jìn)行任何大調(diào)整，連續(xù)使用19個月加工65萬件。更換前，切削液硬度仍控制在300ppm左右，產(chǎn)品未出現(xiàn)分層問題，機(jī)床上未出現(xiàn)異常析出。切削液單件成本降低20%～30%。同時，大大降低了污水處理成本，對機(jī)床、刀具的影響等隱性成本尚無法評估。
     上述情況僅針對本工廠的實際情況，我們的控制指標(biāo)是盡量將切削液硬度控制在120～250ppm。如果當(dāng)?shù)刈詠硭|(zhì)基本正常在120～150ppm，考慮到去離子水產(chǎn)水量的限制及硬度對切削液消泡性的影響，初配時建議使用自來水，當(dāng)切削液硬度上升到一定程度時開始補(bǔ)加去離子水。對于水硬度較高的北方地區(qū)，同時氣候干燥水蒸發(fā)較快，切削液初配時建議部分添加去離子水，從硬度控制的角度對提高切削液穩(wěn)定性和使用壽命都大有好處。較之集中過濾，周轉(zhuǎn)率更高的單機(jī)過濾設(shè)備上去離子水的應(yīng)用效果將更加明顯，如果硬度控制得好，能大大延長使用周期，減少定期更換的費用。
2．去離子水在清洗中的應(yīng)用
    在以軸、齒輪加工為主的變速器工廠里，去離子水的應(yīng)用更多的是針對清洗領(lǐng)域。
    由于在軸、齒加工過程中有大量的熱處理工藝，為保證批量生產(chǎn)的質(zhì)量，降低熱處理工藝的廢品率，在工件進(jìn)入熱處理設(shè)備前，需要對工件進(jìn)行清洗。清洗的目的除了去除金屬表面的顆粒雜質(zhì)外，還要盡可能減少鹽成分的殘留以提高熱處理的質(zhì)量。因而，在變速器工廠里清洗機(jī)多采用去離子水進(jìn)行配液，這樣可以大大降低水中帶來的各類離子殘留在熱處理表面對熱處理產(chǎn)生不好的影響。
    前面我們提及切削液硬度對機(jī)床的影響，實際去離子水對清洗設(shè)備也是十分有益的，清洗機(jī)由于清洗溫度較高一般在50°～60°，水蒸發(fā)較快。在長期使用過程中發(fā)現(xiàn)，使用自來水的清洗機(jī)內(nèi)壁上會出現(xiàn)明顯的結(jié)垢問題。使用電加熱的清洗機(jī)，加熱棒也會由于水垢長時間累積造成加熱棒燒毀。
3．去離子水對防銹的影響
    由于防銹涉及的因素很多，如濕度、電解質(zhì)、工件表面清潔度和包裝等，單純從水的角度而言，去離子水由于其電導(dǎo)率低以及水中氯離子、硫酸根離子的含量都大大低于自來水，因此其對防銹工作是有好處的。但由于防銹影響因素較多，因此去離子水對防銹性的影響體現(xiàn)的并不十分明顯。但針對廣大南方地區(qū)及沿海地區(qū)，特別是長三角地區(qū)黃梅雨季期間，除潮濕外自來水氯離子含量也會明顯上升，造成在制件（特別是鑄鐵件和鋼件）、成品件生銹等問題，使用去離子水還是有一定的作用。
結(jié)語
    去離子水對動力總成企業(yè)中切削液的應(yīng)用與控制發(fā)揮著重要的作用，也將更廣泛應(yīng)用于各大機(jī)加工廠。在我公司使用去離子水取得一定效果后，上海大眾和一汽大眾的發(fā)動機(jī)工廠也相繼將去離子水設(shè)備放入過濾設(shè)備整體規(guī)劃中，以保證水基切削液在實際運行中的質(zhì)量，提高運行效率，減少消耗和污水排放。但需要注意的是，在應(yīng)用過程中，需要專業(yè)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析，避免出現(xiàn)使用誤區(qū)。