三、水基工作液的浓度管理

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在工厂现场使用的切削液，是由切削液浓缩物加水稀释而成的工作液。该工作液的浓度必须维持在规定的范围内，才能保证切削液发挥其应有的功能。通常切削液的生产商会推荐切削液的使用浓度范围，切削液的使用者不仅需要按要求配制合适浓度的使用液，更重要的是要根据自己生产现场的要求，维持使用液始终保持在一定的浓度范围内。切削液的使用浓度过低，容易产生锈蚀、刀具磨损增大和加工质量降低以及抗菌性能下降、易腐败发臭等问题。相反如果切削液浓度过高，不仅会带来加工成本增加，还有可能导致切削液的清洗性和冷却性下降、消泡性下降、对操作工人的眼睛和呼吸道产生刺激、增加皮肤过敏发生率等一系列问题的发生。因此，尽量维持切削液的合适浓度是水基工作液管理的重要环节，在一些集中供液系统的切削液现场管理中，通常都把浓度作为每天必测的重要指标。
1.切削液浓度的表示方法
在现场配制切削液的使用液有两种常用的方法，一种是按比例先在液槽中加入水，然后再加入切削液原液，并循环搅拌均匀。另一种方法是使用专门的混配器，按使用要求直接按比例泵入切削液原液和水，同时循环搅拌均匀。
表示切削液的有效含量通常有两种方法：浓度和稀释倍率。
1.1 浓度
浓度表示使用液中含有原液的质量百分比。例如100Kg使用液中含有原液5Kg，则该使用液的浓度为5%。浓度越大，原液含量越高。如果要配制200Kg浓度为5%的使用液，应加入的原液质量为200×5%=10Kg，应加入稀释水200-10=190Kg。
1.2 稀释倍率
有许多切削液的管理者习惯用稀释倍率表示切削液的配比要求。通常把1份质量的原液与n份质量的水相混溶得到的使用液，其稀释倍率定义为（n+1）倍。例如原液：水＝1：9，则稀释倍率即为10倍。稀释倍率越大，原液含量越低。如果要配制稀释倍率为20倍的使用液200Kg，应加入原液200/20=10Kg，加入水的量应为200-10=190Kg。因为水的密度与大部分切削液原液的密度相差不是很大，而且使用浓度也允许一定的波动范围，因此生产中有时也用体积作为配制切削液使用液的计量单位。
2.切削液浓度的测试方法
    常用的切削液浓度测试方法有折光仪法、酸解破乳法、化学滴定法、特定元素计量法和简易试验条等方法等。对于纯净的切削液来说，每一种测试方法都能够获得较为准确的实验结果。但是切削液是一个复杂的混合物，在切削液的使用过程中，一方面有加工零件和铁屑的携带、水分的蒸发和各组分的不平衡消耗，另一方面又有不断的补液补水过程，因此切削液的浓度只能是一个相对平衡的状态。随着切削液使用时间的增加，各种杂油、氧化产物以及杂质的大量侵入，使原本有效的浓度测试方法受到干扰甚至完全失效，因此要准确描述使用中切削液的有效浓度也变得十分困难，有时为了掌握切削液的真实浓度，需要采取不同的分析方法。
2.1 折光仪法
手持折光仪是切削液管理者在现场最常用的浓度测试仪。操作者在测定切削液的浓度时，只需要把被测液体滴到玻璃棱镜上读出折光率的读数，再对照标准曲线（或者乘以该产品的折光系数）即可得到切削液的浓度。
手持折光仪法是一种非常简便快速的测试方法，在切削液的使用现场得到了广泛的应用。但是折光仪不能区分切削液的有效成分和外来污染物，所有能够进入测试范围的物质都会影响折光仪的读数，因此随着切削液使用时间的延长和系统中杂油和污染物的增多，折光读数就会偏高，这时如果管理者依据该读数采取了不当的补水的措施，则会导致切削液的有效组分实际偏低，影响使用性能。更为麻烦的情况是随着污染物增多，有些切削液产品会出现折光仪的界面变得模糊不清，甚至难以获得精确的读数[2]。因此一些集中供液系统的管理者有时候需要采取用折光仪与其它测试手段相结合的办法测试浓度，以避免因折光仪读数不准而引起切削液的浓度偏离正常水平，导致多种切削液质量问题的发生。
2.2 酸解破乳法
酸解破乳法也是一种切削液用户可以使用的浓度测试方法，国内外均有采用，如德国标准DIN 51368等。该方法适用于组成中含有一定比例油份的切削液产品,如乳化液和微乳液。
酸解破乳法是在一种有刻度的长颈容量瓶中进行的，在实验瓶中定量注入待测试切削液，然后加入一定量的盐酸或硫酸，充分摇匀后置于烘箱中使其破乳分离，等混合液完全破乳后，读出上层油相的毫升数，利用油品供应商提供的换算因子，即可求算出切削液的浓度。
如果是清洁的样品，酸解破乳法当然可准确测算切削液的浓度。但对于使用中的切削液来说，酸解破乳法所得到的油含量是总的含油量，除包括产品本身的油份外，还包括系统中漏入的杂油，如液压油、导轨油及其它润滑油等，因为该方法不能把切削液中的油与杂油区分开来，因此测出的是总含油量。而在实际生产中，大多数设备都难以避免杂油漏入系统，故使用酸解破乳法来测定在用切削液的浓度，所得到的结果往往偏高，因此采用该方法时需要扣除系统漏入的杂油含量。