在車、銑、鉆、磨等金屬加工過程中，由于金屬切削液的使用，會在空氣中形成大量的油霧顆粒。這種現(xiàn)象使得工人呼吸區(qū)域中的空氣質量問題受到廣泛關注。因為長期暴露在這種油霧中對工人健康十分不利，而據(jù)美國職業(yè)安全與健康國立研究所 (niosh)統(tǒng)計，每年暴露在金屬切削液油霧 中的工人多達120萬。因此，對金屬切削液油霧的研究是一項意義重大的課題。
1 金屬切削液油霧的產生
(一). 油霧的產生機理
為了有效地潤滑、冷卻和清洗，金 屬切削液在使用過程中要經(jīng)歷泵循環(huán)、噴射與高速旋轉的刀具或工件激烈撞擊和高溫蒸發(fā)等過程，這就決定了其油霧產生的原因 非 常 復雜，機械、物理和化學的因素互相交織，共同作用。但是，并非所有因素都對油霧的產生具有決定性影響，加工過程中金屬切削液油霧的形成主要可以歸因于兩種機理，霧化和蒸發(fā)：霧化是機械能轉化為液滴表面能的過程，主要是由于液體對機床系統(tǒng)內的固定及旋轉單元的激烈沖擊 ，被其打碎，形成細小液滴漂浮在工作環(huán)境中；蒸發(fā)的發(fā)生是由于切削區(qū)產生大量的熱，這些熱量傳人切削液使它的溫度明顯高于飽和溫度，在固一液接觸面上就發(fā)生沸騰并產生蒸汽。這些蒸汽隨后以周圍空氣中的小液滴或其它粒子為核心凝結 ，形成油霧 。圖1為加工過程中油霧生成機理的示意圖。
(二). 油霧的存在形式
金屬切削過程可以產生以下三類油霧：
(1). 由噴射 沖擊產生 的干凈油霧 ，不含固體粉塵 ；
(2). 因加熱或高速切削的高溫導致蒸發(fā)或灼燒而產生的煙霧；
(3). 磨削時金屬切削液噴射產生 的含磨削粉塵的油霧。
油霧產生的方式不同，其顆粒直徑范圍也有較大區(qū)別。一般情況下，機械霧化過程產生的油霧主要以液滴形態(tài)存在，液滴直徑范圍較寬，通常為2～10um。蒸發(fā)產生的油蒸汽在冷凝過程 中也會形成直徑非常細小的冷凝懸 浮體，粒徑通常為2um以下。醫(yī)學研究證明，油蒸汽和大顆粒液滴對人體肺部的危害相對較小。以油蒸汽形態(tài)存在的油霧被吸入肺部又被呼出，它們并不會被肺泡捕獲，而大顆粒的油滴無法通過鼻子和支氣管進入肺部。只有以液滴形式存在，且直徑小于5um的油霧顆粒才能順利到達肺泡，并在肺部沉淀，從而對人體造成較大的危害。