机械制造过程中，金属机械加工是重要的工艺过程，该过程可产生许多环境的污染因素。我们都认识到，环境保护不能只单一的进行末端治理，还要注重前期的预防工作。为了减少金属机械加工过程中污染物的排放，现从污染的前期预防和废物循环利用的技术方案进行了探讨。其中根据不同的现状，各方案存在着低费用及高费用的情况，为了达到更好的预防污染效果，实施中可将各方案结合运用，以利于控制成本。
1 金属机加工艺对环境的影响
金属机加工艺中切削加工过程，会产生很多的污染物，其中主要的是切屑和切削液。切屑主要是成型切屑和粉尘切屑，成型切屑所占比例较大，加工中产生的量越大，资源浪费就越严重，能耗也越多。而且浪费切削液，加速刀具磨损，对生态环境不利。粉尘切屑（包括刀具磨损粉尘）对加工现场的操作者危害较大，能引起人体呼吸系统的疾病及慢性中毒。在传统的切削加工过程中，还需要在切削区使用大量金属加工液浇注，以起到冷却、润滑、清洗、排屑、防锈等作用。随着社会对环境保护的高度关注，其影响主要表现在：
（1）增加了制造成本。在汽车制造业，金属加工液的成本占总制造成本的16.9％，其中包括购买切削液的费用、使用金属加工液所需设备费用、维护及废液处理费用等，而刀具成本仅占总制造成本的7.5％。
（2）含有矿物油及硫、磷、氯等对环境有害的添加剂，如排放前未经处理或处理不当，则会对环境造成污染。通常排放未处理的切削液中，普通耗氧量高达20000mg/L，化学耗氧量（COD）高达18000mg/L，生物需氧量（BOD）高达9300mg/L。此外，还含有大量的亚硝酸钠、三乙醇胺等缓冲蚀剂和表面活性剂等。
（3）含有有害成分(如硫、亚硝酸胺、甲醛、苯酚类物质)，在使用中直接与人体接触，会诱发多种皮肤病；受热挥发形成的烟雾，会引起工人呼吸道和肺部的诸多疾病。在零件机加工艺后，一般都要进行零件清洗，零件清洗液一般使用PA30-QL脱脂剂，PA80-3固体钝化剂。根据清洗零件数量多少，每隔1～2d添加一定量的清洗剂和防锈剂，每隔2星期更换槽液，使得在零件清洗过程使用大量的零件清洗液，这在排放时会对环境的造成污染。
2 对金属机加工艺过程污染进行预防的具体对策
对金属机加工艺过程中污染物的类型以及来源进行分析，可以探讨出相应的针对性预防对策，主要是对金属加工液进行处理、噪音和振动进行处理、改变传统机加工艺、采用清洗技术这四个方面。
2.1 对金属加工液进行处理
在进行机加工切削时，会用到大量金属加工液，主要是为了达到润滑、冷却、排屑、防锈等作用，因此在对金属加工液进行采购的过程中尽可能选择实用、产品系列齐全的加工介质，例如水溶性、油性、清洗剂等，才能对前期机加过程的辅助材料上进行环境污染的预防。可以选用过滤和分离净化对金属加工液进行处理，可以有效破坏废液中乳化液的稳定性，将使用油料进行分离，可以回收再利用；也可以选择喷雾冷却的方法，主要是将切削油以喷雾的方式涂布到刀刃上，没有大量应用切削油可以改善工作环境的同时也提高了刀具的使用寿命。
2.2 对噪音和振动进行处理
在进行机械加工时难免会出现噪音、振动等情况，也属于环境污染问题，因此在预防工作中对这方面实施有效措施也是不容忽视的，在进行加工时尽可能选择必要的隔震、消音、吸声等措施或者是安置装置，从设备到工艺都采取适当的措施，避免出现太大的冲击，减少振动、噪音的发生。
2.3 改变传统机加工工艺过程
首先是干切削加工方面，该方法在进行加工时不需要使用任何切削液，可以完全避免切削液所带来的污染问题，属于一类比较理想的绿色切削加工方法。其次就是采用低温喷气冷却切削加工，该方法是对切削部位进行液氮、低温空气等介质的喷射，可以通过降温提高刀具的耐用度。最后一种就是绿色湿式加工方法，该技术依然使用切削液，但其与传统方式不同的是其切削液的用量、用法以及化学成分都不同，操作性很高属于一类绿色的切削加工方法。
2.4 对零件采用有效的清洗技术
其中主要包括真空清洗和超声波清洗。真空清洗主要是应用加温的清水、防锈液或者是清洗液，应用负压下进行喷淋、浸泡等对金属零件进行洗净、防锈、干燥等，该方法的应用可以减少碱液和氟氯烷溶剂的使用，防止大气臭氧层受到破坏，该技术具有较强的可靠性、稳定性。超声波清洗主要是利用超声波可以在液体中起到的空化效果，会产生十分强大的能量，物体上的污粒会剥落下来，清洗效果良好，并且可以起到加速溶解和乳化的作用，脱去液体中的气体。
3 零件清洗液清洗过程污染预防方案
3.1 真空清洗干燥技术
为了预防在零件清洗过程中的环境污染，可采用真空清洗干燥技术，即用固体用加温的水系清洗液、清水、防锈液，对金属零件在负压下进行喷淋、浸泡、搅动等方式的洗净、防锈、干燥等处理。在负压（真空）情况下，清洗混合液的沸点比常压下低，易于洗净和干燥。清洗后的混合液经沉淀、油水分离处理后，可循环使用。此方法可代替碱液和用氟氯烷溶剂清洗，避免对大气臭氧层的破坏。
图1真空清洗干燥技术示意图
真空清洗技术，对环境保护的作用是无污染，可实现全自动控制，可靠性和稳定性大大提高，且工艺简单灵活，装备可大可小，适合清洗金属零件表面油污，尤其是真空热处理前的清洗和油淬火后的清洗，清洗质量好，效率高，属清洁生产技术。
3.2 超声波清洗技术
从机械零件到机械部件，从电器零件到电器部件都有清洗的要求，如齿轮、曲轴乃至齿轮箱，又如电器零件上机械和电器的组合件，还有一些精密机械零件和电器零件，这些都离不开清洗。大多数企业采用的是传统的清洗方法，诸如浸润清洗、喷淋清洗。这种清洗方法不但劳动强度大，而且易造成环境污染和水资源浪费。目前，不少企业开始采用超声波清洗，以消除传统清洗的弊端，特别是一些形状复杂的机械零件，是传统的清洗方法所无能为力的。超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用，产生非常强大的能量，将污粒从物体上剥落，以达到清洗之目的；同时超声波在液体化学反应中，还能起到加速溶解和乳化作用，并能有效地脱去液体中的气体。
4 结束语
机械制造业在我国稳定发展的过程中占有十分重要的比重，但其机械制造的重要环节金属机加工艺过程会对环境造成一定的污染，本文由金属零件的机加工艺到对零件进行清洗的过程中，都实施对环境污染的预防措施，具有一定的效果。总结可得，技术不断进步的过程中通过对其进行充分利用，完善金属机加工艺过程，减少资源浪费的同时还可以避免出现过多的污染物，有利于制造业的发展，也避免了对环境造成的污染。
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论文作者:刘赛赛
论文发表刊物:《红地产》2017年2月
论文发表时间:2018/12/13
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