二、水基工作液的防腐蚀管理（上）

1. 金属腐蚀及其简要机理
金属腐蚀是一种由于化学或电化学作用引起的材料损坏。按腐蚀原理，金属腐蚀可分两类：①化学腐蚀（chemical corrosion）：是金属表面与腐蚀介质直接发生化学反应引起的腐蚀。腐蚀过程的特点是金属表面原子和氧化剂直接发生反应生成腐蚀产物，电子的传递在金属和氧化剂之间进行，无电流产生。通常，反应在干燥或高温的气体、非电解质溶液中进行，故又称为“干腐蚀”；②电化学腐蚀（Electro-chemicalCorrosion）：是金属在电解质溶液中发生电化学反应所产生的腐蚀，电解质溶液多为水溶液，故又称为“湿腐蚀”。大凡工业金属都含有杂质，而杂质的电极电位一般高于母体金属。因此，当金属浸在电解质溶液中或与其长时间接触时，其表面会形成许多以金属为阳极、以杂质为阴极的腐蚀微电池，使金属产生阳极溶解而遭到腐蚀，故电化学腐蚀是金属最常见的腐蚀形式。由于水基工作液是用水将原液稀释后使用的电解质溶液，因此，金属与水基工作液接触所产生的腐蚀多为电化学腐蚀。正因为如此，使用水基工作液的场合，机床、工件的腐蚀问题比使用油基切削液时更容易发生。
2 水溶性防锈剂及其作用
提高切削液的防腐蚀能力，主要通过合理地设计配方组成、特别是选择合适的水溶性防锈添加剂来实现。依照金属腐蚀的电化学机理，水溶性防锈剂一般分为阳极型防锈剂、阴极型防锈剂和混合型防锈剂三种类型。
(1)阳极型防锈剂  可以抑制阳极过程，增大阳极极化的缓蚀剂称为阳极防锈剂。其作用是防锈剂吸附于金属表面，阻碍金属离子进入溶液，或者是与金属表面反应生成氧化膜或钝化膜，阻碍阳极过程，从而起到缓蚀作用。当阳极型防锈剂用量不足或溶液过分稀释时，不足以有效地阻碍整个阳极表面的阳极过程，会形成大部分的钝化区和微小的活化区，即所谓大阴极小阳极的腐蚀电池（孔膜电池），导致局部阳极的加速点蚀，产生严重的腐蚀后果，故有“危险的”防锈剂之称。所以，使用阳极型防锈剂必须足量，并始终维持在安全浓度以上。常用的阳极型防锈剂包括两类：一类是氧化性物质，如铬酸盐、硝酸盐等；另一类是非氧化性物质，如磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等。
(2)阴极型防锈剂  可以抑制阴极过程，增加阴极极化的防锈剂称为阴极型防锈剂。其作用是增大阴极过程的过电位，使阴极反应难以启动或者在阴极表面形成难溶的化合物保护层，阻碍阴极过程，从而起到防锈作用。这类防锈剂不影响阳极过程，不改变活性阳极面积，不会导致膜孔电池，故又称为“安全的”防锈剂。但这类防锈剂使用浓度相对较大，防锈效率较低。工业应用的阴极型防锈剂主要有聚磷酸盐、碳酸钙及某些有机物。
(3)混合型防锈剂  可同时抑制阳极过程和阴极过程的防锈剂称为混合型防锈剂。工业应用的混合型防锈剂多为有机物，如琼脂、生物碱及多种气相防锈剂。
上述不同类型的防锈剂配合使用时，可能强烈地相互促进防锈效果，这就是防锈剂的协同效应。利用协同效应可降低防锈剂使用浓度，提高防锈效果，取代有毒有害物，扩大防锈剂应用范围，具有明显的经济效益和社会效益。但是，也有相反的现象，即几种防锈剂混用，其防锈效率反而下降，即所谓的负协同效应，必须注意避免。