塊規產品木盒墊木的防銹設計

盛元龍，李秀明

（哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，哈爾濱 150040）

1 引言

我公司生產的塊規產品高35mm，寬9mm，長度不等。測量時如需檢測被測量物的尺寸，可將塊規以35mm與9mm的工作面多塊疊加成應達到的尺寸與之相比較，看被測物的尺寸是否相等即可。

按測量范圍的不同，我公司生產的塊規有不同的組別。使用時將塊規從木盒內相應的墊木槽中取出，用后再放回標有尺寸牌的墊木槽中即可。從塊規的使用過程中不難看出，塊規疊加檢測對檢測面有著極高的清潔要求，直接影響測量的準確度。因此塊規產品在木盒的墊木槽中存放除了要保持清潔外，還要保證長期存放而不被銹蝕。然而，任何一種木材內都存有能夠使金屬生銹的有害的混合物，因此要使塊規在木盒內墊木槽中長期保存而不被銹蝕，墊木的防銹處理至關重要。

2 墊木的制作

塊規木盒墊木材料是樺木板，首先將所需規格的樺木板烘干到含水率低于15%，然后通過平、壓、順、切斷、銑槽、銑斜面等加工成單根形式，再將這些木條與三層膠合板釘在一起，組裝合成如圖1 所示的形狀。

圖1

我們知道，將加工后的成品金屬件表面涂上防銹油是避免銹蝕的一種有效方法，但涂了防銹油的塊規產品在木盒的墊木槽中經多次使用后，表面上的防銹油消失，長期存放就會銹蝕。因此，消除墊木中的有害物質便成了解決塊規防銹的關鍵。研究表明，木材在加熱至220℃時，開始分解生成CO、CO2、CH4、C2H2、醋酸等，而木材在干燥過程中為了不破壞木材的材質，干燥所需的溫度只考慮木材加工成產品后不變形的因素，未考慮其它因素，所以干燥后達到含水率（不變形的含水率）15%的木材中除隨著水分蒸發掉極少的一部分外，絕大部分因干燥的溫度較低，仍存在于木材中，且并未發生分解反應，化學組成也未發生變化，所以木材在這一階段主要是水分蒸發階段。木材的化學組成開始變化，熱分解反應比較明顯是在220℃時，半纖維素開始分解生成CO、CO2，在270℃～360℃時，木材急驟熱分解，氣體組成中CO、CO2逐漸減少，CH4、C2H4開始增多，但這時木材已被碳化。木材的材質在這兩個溫度已發生根本的變化，失去了木材原有的性能，每根墊木已無法組合成一體。那么如何在木材含水率低于15%且不失木材原有性能的情況下，解決塊規墊木的防銹問題呢？我們知道金屬零部件表面涂以防銹油是解決零部件長期保存且不被銹蝕的最有效的方法之一，如果我們把塊規墊木完全油質化，是不是就相當于塊規完全處于防銹油的包圍中，相當于塊規產品被防銹油包裹住一樣呢？然而，如前所述，木材中有害物質的釋放與分解分別在木材加熱到220℃以上，即木材干燥后，絕大部分有害物質并未釋放分解，仍存在于干燥好木材中，如果消除墊木中的有害物質，或在不改變防銹油性能的基礎上增加一種或幾種添加劑，使墊木中的有害物質在塊規的存放中不釋放，那么便實現了用防銹油包裹住塊規產品的目的，塊規產品便可以在墊木槽中長期存放而不被銹蝕了。

3 防銹油的制作

我公司的塊規產品采用的包裝防銹油是已經使用多年的防銹油。這種防銹油可以用于墊木的浸油處理，它是由N32 或N46 機械油100kg 與三乙醇胺3kg、硬質配2kg 配制而成。我們知道，任何一種油脂在通常溫度下對木材的浸透能力、浸透深度是有限的，因此為保證墊木的浸透深度、浸透的均勻效果，墊木的浸油過程應該在防銹油加熱的情況下進行。經查，木材的加熱溫度高于150℃時，木材的材質發生變化，而防銹油的閃點是150℃（防銹油加熱產生的火花點），所以防銹油加熱的最高溫度應小于150℃。經過一定的時間浸煮，使防銹油浸到了墊木的內部。可是這種經油浸的墊木內部的絕大部分有害物質并未發生分解，還會慢慢釋放。為了在煮油的基礎上封住有害物質的釋放，我們選擇在防銹油中加入添加劑的方法，即在防銹油中先加入一種添加劑或原料，在不改變防銹油性能的前提下，隨著油溫的升高而溶解，隨著墊木的冷卻而凝固。在通常溫度下，當墊木冷卻時將墊木內有害的物質封存在墊木內，而不再釋放。這種添加在防銹油中的物質就是石蠟，石蠟是一種價格低廉、易熔、易凝固的石油產品。因石蠟是一種混合物，石蠟的熔點約在40℃～60℃之間，所以將防銹油在攪拌罐中加熱到大于石蠟熔點的溫度，然后將粉碎充分的石蠟按一定的比例倒入罐中，待石蠟充分溶解于防銹油中即可。石蠟在攪拌罐中攪拌的均勻程度、溶解的程度十分重要，必須對整個過程的各個環節嚴格控制，以確保加蠟后的防銹油質量，滿足墊木的要求，滿足塊規產品長期存放不被銹蝕的要求。

防銹油的閃點是150℃，考慮防銹油加熱后的安全性，把防銹油的加熱溫度定為120℃，充分粉碎的石蠟定為每小塊體積不大于8×103mm3，在恒溫攪拌罐中攪拌3～4h 后取出，這就是加入石蠟后防銹油的制作過程，但其中的相關數據如：防銹油加熱至110℃是否可行，加入石蠟的數量，攪拌的時間還需經過對墊木浸煮油后的實際檢驗做最后的確定。

將加入石蠟的防銹油倒入帶有恒溫控制及超溫報警的加熱槽中，將溫度控制儀表調至一個設定的溫度，規定一個墊木在油中浸煮的時間，到時取出，進行紫銅片快速腐蝕試驗。試驗方法為：經浸煮后的墊木從中間劈開，按長約25mm、寬約20mm的2 塊，將一塊長約25mm、寬約20mm的紫銅打磨、洗凈、干燥后，包在2 塊墊木的中間，以墊木劈開中間處接觸，用包裝紙包緊3～4 層，再用尼龍絲扎住，放入試管中，在試管內注入25#變壓器油，將試管放入100℃的水溶鍋內，3h 后取出，觀察紫銅片的變色是否均勻，均勻者為合格。

4 防銹油的制作工藝

經過多次對石蠟量的調整、攪拌罐溫度的調整、墊木在加熱槽中時間的調整，又考慮了油在加熱后的揮發，確定了塊規墊木的防銹設計的最終工藝：

（1）帶蠟防銹油的制做。將防銹油100kg，在加熱的攪拌罐中加熱至120℃時，加入充分粉碎的石蠟7kg，在恒溫下攪拌4h 后取出即可。

（2）塊規墊木的浸煮。將制作好的帶蠟防銹油倒入恒溫控制且有超溫報警裝置的加熱槽中，將溫度儀表調至110℃，到此溫度時將裝在鐵罐內的墊木放入油槽中，恒溫浸煮3h 后吊出，借油溫將墊木表面的殘油烘干即可。

5 結語

塊規墊木按照浸油處理后，解決了公司塊規產品的銹蝕問題，此后無論是銷往國內或出口的塊規產品，未曾出現過一例銹蝕的事故。

［1］李金桂.防銹劑配制［M］.北京：化學工業出版社，2011.

［2］張康天，等.暫時防銹手冊［M］.北京：化學工業出版社，2011.