補(bǔ)充汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)油很容易，補(bǔ)充大量未乳化的金屬加工液是否也很簡(jiǎn)單？Alan Cross表示，這是需要技巧的。具備一定技術(shù)和工具的機(jī)器操作員可以學(xué)習(xí)在每天需要時(shí)批量制備穩(wěn)定的水包油乳化劑。但是，急于求成和不恰當(dāng)?shù)幕旌蠒?huì)使你面臨許多失敗。

Houghton International的高級(jí)項(xiàng)目工程師警示道，形成不良的金屬加工冷卻劑會(huì)在各個(gè)方面導(dǎo)致失誤。整個(gè)批量都會(huì)不穩(wěn)定，所形成的不恰當(dāng)油滴尺寸會(huì)導(dǎo)致工具破損，從而可能產(chǎn)生油泥或形成硬水肥皂，而且泡沫會(huì)越來(lái)越多。過(guò)濾系統(tǒng)可能會(huì)過(guò)濾掉所需添加劑，殘留物和腐蝕物會(huì)沉淀，而碎片會(huì)漂浮在表面而不沉積。總之，這就是一個(gè)噩夢(mèng)。

                                                                          不恰當(dāng)?shù)睦鋮s劑混合會(huì)產(chǎn)生肥皂或泡沫

Cross近期在明尼阿波里斯一場(chǎng)行業(yè)會(huì)議中表示，用戶可以通過(guò)了解這些液體的兩個(gè)主要成分——油和水——來(lái)避免這些風(fēng)險(xiǎn)，并且適當(dāng)采取措施分離和混合油水，尤其是在補(bǔ)充系統(tǒng)每天用于蒸發(fā)、泄漏或正常使用的損失量時(shí)，這個(gè)措施更加重要。

當(dāng)然，油水并不會(huì)真正的相容，但油滴可與化學(xué)物（乳化劑）同步，作為微小的乳液顆粒整齊地懸浮在水相中，直徑僅為2或3微米。他強(qiáng)調(diào)，適當(dāng)?shù)南♂尯突旌鲜沁@種平衡現(xiàn)象的關(guān)鍵?！皯?yīng)該將產(chǎn)品添加到水中，而不是將水加入產(chǎn)品。向產(chǎn)品中添加水可形成逆轉(zhuǎn)乳液，油層會(huì)漂浮在水狀、不易散的冷卻劑上。

終端用戶通常會(huì)處理三個(gè)冷卻劑濃縮物系列。可乳化油，也稱為可溶性油，是含有50%至85%油（石油或植物油）的濃縮物。與水混合后，它通?？雌饋?lái)是乳白色或不透明的。半合成濃縮物含有5%-50%的油，混合形狀為不透明或半透明。他解釋說(shuō)，“真正的合成”僅僅是一種化學(xué)物質(zhì)的混合物，完全不含油。
               
所有這三種類型都含有乳化劑、緩蝕劑、消泡劑、染料和其他有用成分，并且隨時(shí)可以混合，水與濃縮物的比例范圍從4:1到20:-1，這取決于實(shí)際應(yīng)用情況。

“濃縮后，水是最重要的材料，”Cross 5月份在美國(guó)摩擦學(xué)者與潤(rùn)滑工程師協(xié)會(huì)的指導(dǎo)性演講中說(shuō)道?！按蠹s80%到97%的工作流體將是水，因此水質(zhì)非常重要，硬度是第一要素。”

硬水含有大量溶解的礦物質(zhì)，如鈣（Ca）和鎂（Mg），它們與冷卻劑中的物質(zhì)結(jié)合形成肥皂和殘?jiān)?。這些肥皂確實(shí)提供潤(rùn)滑性，但硬度離子也與乳化劑相互作用，并降低產(chǎn)品的乳化和長(zhǎng)期生效的能力。

總部位于賓夕法尼亞州諾里斯敦的Cross敦促道，“相反，如果使用純凈水，更容易混合，會(huì)獲得更小的粒徑和更好的濕潤(rùn)度和滲透性?！奔儍羲钠渌麅?yōu)點(diǎn)包括對(duì)細(xì)菌和真菌有更大的抵抗力；腐蝕更少；所用濃縮物減少；霧氣更少；整體穩(wěn)定性更好。他警告說(shuō)，用戶需要意識(shí)到凈化水的潛在缺點(diǎn)：在某些操作中，它可能會(huì)縮短工具壽命（正如他與他的同事John Burke先前在STLE會(huì)議上提出的攻絲工具測(cè)試數(shù)據(jù)所示）和增加泡沫。Cross表示，正確的配方有助于避免這些缺點(diǎn)。

“另一個(gè)考慮因素是當(dāng)冷卻劑蒸發(fā)損失時(shí)，只有水蒸發(fā)，水中的所有物質(zhì)都保留。因此，如果只補(bǔ)充水，就會(huì)增加每一步的硬度?！彼故玖巳绾瓮ㄟ^(guò)反復(fù)循環(huán)蒸發(fā)和淡水混合提高乳狀液的硬度：一種優(yōu)質(zhì)乳化油起初為每升120毫克硬度離子，但只添加水硬度迅速增長(zhǎng)到10倍，分裂乳液。

Cross提醒說(shuō)，當(dāng)混合乳化劑時(shí)，操作員還需要注意流體的起始溫度（濃縮物和添加水也是如此）。較高的溫度會(huì)使乳化更簡(jiǎn)單和更快，而冷的流體需要更多的混合時(shí)間形成乳化劑。這在冬季非常明顯，因?yàn)槿∷疁囟葧?huì)非常低和/或桶可能存放在不保溫的空間。那么需要先加熱。他表示，“如果你使用溫水和溫度較高的產(chǎn)品，它有助于獲得良好的乳化劑?！贝蠹s10到15攝氏度（50華氏度）是一個(gè)很好的起點(diǎn);23度（74華氏度）會(huì)更好。

一旦理解了水和濃縮物變量，接下來(lái)的步驟是配量和混合，可以通過(guò)一系列技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行配量?！耙环N常用的方法是虹吸比例混合器，它使用文丘里效應(yīng)將產(chǎn)品吸引到流動(dòng)的水流中。”Cross表示，虹吸比例混合器成本相對(duì)較低且易于使用，但可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不平衡。

另一種更精確的配量選擇，是容積式比例混合器，約為1000美元或更高。Cross說(shuō)，這種裝置使用水驅(qū)動(dòng)活塞從滾筒中抽出產(chǎn)品并以穩(wěn)定的速率將其注入水流中。優(yōu)點(diǎn)包括稀釋非常一致，但它確實(shí)需要比虹吸比例混合器更高的資金投入。用戶應(yīng)該研究各種可用的裝置，同時(shí)考慮自身需求、流速、產(chǎn)品粘度和稀釋比，并且了解各種化學(xué)兼容性。

“最后，你也可以手動(dòng)添加，這種方法同樣也很簡(jiǎn)單，”他繼續(xù)道。“產(chǎn)品被物理性傾倒在工作冷卻液中。這種方法的好處在于不需要資金投入，而缺點(diǎn)是它非常不一致，需要工人處理沉重的桶裝和袋裝產(chǎn)品，大多數(shù)傾倒區(qū)缺少快速混合乳化劑的剪切能。

他強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“配量不是混合！在配量后，產(chǎn)品和水仍然需要充分混合以獲得穩(wěn)定的乳化劑。無(wú)論你使用什么樣的混合攪拌，都需要在配量后盡快完成攪拌。”

許多操作人員通過(guò)將濃縮物在一個(gè)小容器或水箱中“預(yù)混合”，并用螺旋槳或其他混合器不斷攪拌來(lái)獲得混合物;然后可以將預(yù)混合物泵送到主罐中以獲得所需的最終濃度。Cross表示，如果方式恰當(dāng)，這種方法效果很好，“但如果預(yù)混合沒(méi)有成功，可能會(huì)制成質(zhì)量差的乳化劑或形成逆轉(zhuǎn)肥皂?！比绻谶@一關(guān)鍵步驟發(fā)生疏忽，可能會(huì)形成厚重的泡沫或反轉(zhuǎn)油層，會(huì)頑固地停留在水相頂部。

操作人員可以采用各種混合策略來(lái)乳化產(chǎn)品。流線混合器。Cross建議道，“如果使用流線混合器，請(qǐng)將其安裝在配量裝置的排放側(cè)。這個(gè)機(jī)器會(huì)進(jìn)行高剪切，類似于高速攪拌器或定子?！?br>
機(jī)器泵和過(guò)濾器。離心泵可以在泵送過(guò)程中幫助混合和乳化產(chǎn)品。稀釋的冷卻劑應(yīng)送入機(jī)器泵的進(jìn)口側(cè)。 “你還要確保將濃縮液送入過(guò)濾器下游系統(tǒng)的清潔側(cè)，以減少過(guò)濾器中的組分損失，”他建議道。

靜態(tài)混合器。他說(shuō)，許多商店也使用靜態(tài)混合器，結(jié)果各不相同。這是一系列在管道內(nèi)部的擋板，可以在流體流過(guò)時(shí)產(chǎn)生湍流。靜態(tài)混合器通常在配比器后立即安裝，擋板有各種形狀——帶狀、螺旋錐、螺旋狀、十字交叉等。Cross表示，靜態(tài)混合器可以產(chǎn)生足夠的湍流來(lái)混合合成冷卻劑，但可能對(duì)高含油量的潤(rùn)滑劑效果差點(diǎn)。

反復(fù)實(shí)踐是最重要的規(guī)則之一，Cross說(shuō)，“應(yīng)該將產(chǎn)品添加到水中，而不是添加到冷卻劑中。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在100%的液體補(bǔ)充之前，濃度會(huì)非常高。但是如果你在冷卻液中加入產(chǎn)品，就需要更多的時(shí)間來(lái)混合并制成乳化劑。”

混合冷卻劑小貼士
Alan Cross提供的冷卻劑混合小貼士會(huì)使混合進(jìn)行更加順利：
?在水中加入冷卻劑濃縮物而不是在冷卻劑中加入水。
?如果在補(bǔ)給冷卻劑中加入濃縮物，需要花多點(diǎn)時(shí)間混合使乳化劑完全成形。
? 濃縮物配比不當(dāng)可能導(dǎo)致潛在的不穩(wěn)定性。 如果預(yù)算允許，請(qǐng)使用容積式比例混合器進(jìn)行配量。
?配量不能混合！配量后的不恰當(dāng)混合會(huì)導(dǎo)致乳化效果差。
?水的質(zhì)量嚴(yán)重影響冷卻劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。請(qǐng)使用優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)給水。
?流體溫度會(huì)對(duì)配比裝置和混合時(shí)間產(chǎn)生不利影響。避免混合非常冷的產(chǎn)品和水。溫度高的材料（50華氏度或更高）混合更好、更快。