金属生锈、腐蚀一直困扰着工业领域，15年前数据显示，美国经济因为金属生锈腐蚀引起的损失大约为2500多亿美元，相当于当时美国GDP的3.1%。
对于金属加工液和金属处理液来说，防锈防腐蚀是一项重要性能。金属加工液和金属处理液必须具有防锈性，这其中包含两方面：既要防止被加工的金属生锈腐蚀、也要防止机床的工作部件生锈腐蚀（磨床、冲床、车床等完成加工的刀具、加工中心等等）。在金属加工领域，有四类金属最为常见，铁（生铁、钢）、铝、镁、钛。下面我们逐一展开讨论。
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、金属加工液是否受到污染（混入酸、盐、其它油液、滋生细菌等等）、水质、加工液的浓度不当、或者加工液在金属表面的浓度分布不均匀，金属表面有裂缝、缺口，或者异种金属之间产生的电偶腐蚀。下面，我们分别对四种金属的腐蚀问题进行简要说明。
1.铁：
铁腐蚀通常称为生锈。铁是最常见的一种金属，价格低强度高，缺点是容易腐蚀（生锈）。铁的用途很广泛，就算加工的是铝，但是机床很可能也是钢铁制成，因此金属加工液和金属处理液必须具有良好的防锈性。在实验室，检测金属加工液的防锈性能使用ASTM D4627。金属加工油里常用的锈蚀抑制剂包括胺类化合物、硼酸铵防锈剂（amine-borates）、羧酸铵防锈剂胺（amine-carboxylates，短链脂肪酸铵盐）。从上面列举出来的防锈剂例子我们可以看到，胺（含氮有机物）对于防锈具有重要意义，检测时要注意检查胺的含量。在实际使用中，影响这项性能的因素还有水质不好、细菌含量高、湿度大、空气里含酸，因此有时候我们会发现，就算使用了金属加工液，但还是出现金属或者机床生锈腐蚀的问题，这不一定是金属加工液的防锈性有问题。
图1：生铁防锈性检测中，不同阶段的检测结果图
2.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，铝确实会腐蚀，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。
如何检测金属加工液是否会腐蚀铝金属呢？方法如下：
取一块干净的铝片，用烧杯乘一些金属加工液，把铝片一半浸入液体里，第二天查看金属加工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），也称波音三明治实验（Boeing sandwich test），取一张过滤纸，用金属加工液浸湿，然后把纸夹在两块铝片之间，在加热、潮湿的条件下过7天，实验结果与去离子水对照组进行比对。对照组使用同样的实验条件，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，则认为金属加工液对铝片的防腐蚀性不过关。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防腐蚀剂有硅酸盐，磷酸酯。
图2：电偶腐蚀示例图，左边是一片圆形钢片，右边是一片圆形生铁，把它们放在一块铝板上，铝板用金属加工液浸湿
图3：左边是两块铝片，上面附有滤纸，滤纸用金属加工液浸泡过。右边是实验夹好的“铝片和滤纸三明治”，放入湿热的实验条件下检测铝片的腐蚀结果
3.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，和水容易发生反应，生成氢气易燃易爆。当使用水基加工液时，这个问题特别需要注意。检测方法可以使用金属加工液和镁片反应，经过一定时间后，收集并测量生成的氢气体积。根据生成的氢气体积，以及镁片的腐蚀程度，从而判断金属加工液对镁的防腐性。
4.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、切割时，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。
图4：弯曲成U形的钛金属条
图5：ASTM F945实验中，通过显微镜观察到的钛金属裂缝
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生锈、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，解决生锈、腐蚀问题。
注：
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、生锈，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。
作者介绍：Jerry Byers是金属加工液领域的知名专家，曾经担任STLE（美国摩擦学者与润滑工程师协会）的主席。Jerry Byers在Cimcool Fluid Technologies LLC工作了42年。Cimcool Fluid Technologies LLC是美国Milacron LLC公司的母公司，Milacron LLC公司位于美国俄亥俄州辛辛那提市。Jerry Byers是畅销书《金属加工液 第二版》（Metalworking Fluids, Second Edition）的编辑，这本书在中国有中文版。
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