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    切削液技術的發展現狀和未來趨勢
    時間:2020-10-13  關鍵詞:用樸精密  瀏覽量:2956
      在切削液技術的發展過程中,我們可以看到兩個特點:第一,切削液的產品數量越來越多,種類越來越齊全,功能也越來越細化。針對不同的加工方式,都有相應的切削液與之對應。第二,切削液的技術越來越完善,因此加工效率得以不斷提高。
      除此之外,伴隨著現代制造業的高速發展和人們對環保的日益重視,切削液技術也處於改良和更新的循環中,新型切削加工技術不斷涌現。
      切削液技術的發展現狀
      面對切削液市場發展日趨成熟、切削液產品呈現多樣化的態勢,國際標準化組織和一些工業發達國家都制定了相關的切削液分類標準。美國材料協會制定了金屬加工液及相關材料分類標準ASTM D2881—03,日本標準協會在2000年也制定了新的切削液標準JIS K2241。
      我國於1989年制定了國家標準GB/T7631.5—1989《潤滑劑和有關產品(L類)的分類第5部分:M組(金屬加工)》,將金屬加工潤滑劑分為兩大類,即以強調潤滑性為主的加工類型和以強調冷卻性為主的加工類型。值得一提的是,與美國材料協會制定的標準相同,我國的這些分類標準囊括了金屬成形加工,如鍛壓、沖壓、拉拔、軋制中所用的潤滑劑,而非本文所討論的去除加工(即切削加工)類型的潤滑劑,故不再冗述。
      雖然各種分類標準各有不同,但根據切削液的組成和狀態,都大致按照水基和油基兩大類來進行劃分。
      水基切削液需要用水稀釋後加以使用,根據稀釋後的狀態可分為乳化切削液、微乳化切削液、合成切削液。乳化切削液的原液一般不含水,加水配制後的切削液呈乳狀;合成切削液原液一般不含油,因此可以與水互溶,配制後的切削液多為透明;微乳化切削液原液中含油量(即油性添加劑含量)較小,而表面活性劑、防劑含量較大,加水配制後呈半透明微乳狀,外觀介於前兩者之間。
      油基切削液(亦稱切削油)一般直接使用,基本成分是基礎油。根據不同的加工需要,加以性質不同的各種添加劑,就形成了種類不同的切削油。油基切削液按照基礎油和添加劑的不同,大致可分為純礦物油、純合成油、活性極壓切削油、非活性極壓切削油和減摩切削油。
      切削液工藝技術
      如上所述,切削液一般以基礎油或油性添加劑為載體,通過在基礎油或油性添加劑中加入多種具有不同性質和功能的添加劑并進行混合,就形成了切削油或水性切削液的原液。因此,添加劑是金屬切削液工藝技術中的核心要素,優良的添加劑配方成為企業提高自身品牌市場競爭力的必要條件。
      金屬切削液在機械去除加工中的主要作用是冷卻、潤滑、清洗和防。由於液體的對流和氣化可以降低刀具和工件表面的溫度,從而防止了工件表面的灼傷和形變。
      與此同時,切削液清洗并帶走了切削中產生的碎屑,避免其夾雜在工件和刀具之間發生二次切削,以致影響工件的表面質量。除了水溶性合成切削液,其余切削液中的油性化合物(來自基礎油或油性添加劑)通過其極性基團吸附在工件表面并形成了一層油膜,會減少切削過程中的摩擦。
      在含有極壓添加劑的切削液中,鹵素、硫、磷等元素組成的化合物與工件表面的金屬在高溫高壓下的瞬間發生反應,形成具有抗剪切力較小的物質層,在減小摩擦力的同時,還防止了金屬表面的粘合。
      此外,在切削液中還需加入抗氧化劑(防止切削油在高溫高壓下氧化)、抗氣化劑(防止切削液揮發產生霧狀液體)、消泡劑(防止切削液在噴淋時產生泡沫而導致干磨現象)。
      在水基切削液中,還有一些特殊的添加劑,如防劑(防止金屬蝕)、表面活性劑(降低油層的表面張力,改變體系的介面狀態)、防腐殺菌劑(防止微生物的生長導致切削液變質)、穩定劑(保護乳化狀態)等。
      值得注意的是,當這些添加劑被混合到切削液中形成成品後,不僅要保證這些物質之間相互不發生化學反應,還要確保切削液在工件加工中性能持續定且不與加工金屬發生不必要的、不可逆轉的化學變化。
      切削液在金屬加工中的應用
      前面提到,不同的切削液應用於不同的切削方式。因此,在切削液的實際操作中需要根據自身情況選擇適宜的切削液。
      首先,需要考慮的是水基切削液和油基切削液的選擇。一般來說,油基切削油價格更高,綜合性能更為優越。對於較為昂貴的機床或者如果要求工件獲得較好的表面質量并較大限度地延長刀具的壽命,建議采用切削油;如果以加工效率和成本作為主要參考的因素,則可選用水基切削液。
      其次,要參照機床本身的特性。通常,機床制造商往往會針對他們自己的設備推薦一些品牌的切削液,這是因為他們在設計機床時就考慮了切削液的使用情況。比如一些開放式的機床就不能用油性的切削液,以免切削油大量揮發而耗散。
      第三,由於刀具和工件的材質不同,其耐高溫性、可切削指數、硬度等也就各自相異,此時就要分別選用不同的切削液。例如金剛石刀具硬度非常高,為達到良好的冷卻效果,一般采用水基切削液;對於硬度較低的工件進行加工,如齒輪,就需要采用粘度較高的切削液,以防止表面劃傷。
      第四,金屬切削的具體加工方式也會要求相應的切削液與之配合。在當代機械加工中,切削方式多種多樣,如車削、銑削、鉆孔、拉削、磨削等。就精加工和重度切削而言,操作方式無疑對切削液提出了更高的要求。
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