概述

世界金屬加工油液占世界總潤滑油量5%以上,而且從以油基為主,逐步向水基發(fā)展玷源。由于鋁加工業(yè)的比例增加,鋁加工油品種和產(chǎn)量呈上升趨勢细抠。在國外金屬加工液中,切削液一直占有較大比例,一般為50%左右。金屬加工液分類常按金屬加工方法分為切削液和成型液兩大類,或按油品化學(xué)組成分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類掏手。我國目前亦大多沿用此分類契畔。

ISO于1986年通過IS06743/7,按油基、水基將加工液分為MH和MA兩大類,又根據(jù)每類的化學(xué)組成碌掩、應(yīng)用各分為8類和9類,共17類,該標(biāo)準(zhǔn)將目前眾多的金屬加工液的品種均可包含進去,我國已等效采用了該標(biāo)準(zhǔn),制定了GB7631.5。

金屬的機械加工通常包括兩種類型:金屬的去除和金屬的變形蛆存。前者作業(yè)是靠刃具把金屬從被加工件上除掉步氏；后者則是用模具使金屬在應(yīng)力下塑性變形,如軋、拉拔徒爹、沖壓荚醒、擠壓等。一般習(xí)慣地把金屬去除作業(yè)所用的潤滑劑稱為切削液,而把金屬變形用的潤滑劑稱為金屬加工工藝用液體隆嗅。金屬加工液則是泛指上述兩類加工界阁、作業(yè)用潤滑劑。

一胖喳、金屬切削液的選用

大部分金屬切削需要使用切削液,甚至在可以正常進行干切削的作業(yè),如果選用適當(dāng)?shù)睦鋮s潤滑劑也可增加工效泡躯。早在1883年,F.W.泰勒(Taylor)曾證明用沖洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。

金屬切削液的品種繁多丽焊。ASTMD2881把金屬加工用的液體劃為三類:(1)油和油基液體较剃；(2)水基乳液及分散體；(3)化學(xué)溶液(真溶液及膠體溶液)技健。2類與3類之間的基本區(qū)別在于分散相的粒度和粒度分布写穴。溶解油乳化液的平均粒度大于1μm,真溶液及膠體溶液的粒度范圍為20~40nm。膠體乳液(Ⅱ-C)代表了一種介于化學(xué)溶液與溶解油的乳液之間的中間狀態(tài),其粒度分布介于上述兩等級之間雌贱。這種劃分原則基本上是一個理論性的區(qū)分,因為從典型的礦物油到不含油的化學(xué)溶液之間,可能存在著無限度的等級星肤。

近年來,金屬切削液的發(fā)展和變化主要是在水溶性液體領(lǐng)域(2、3類)爸桨。由于這類液體以水為基質(zhì),其傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)溢牡。等量的水吸收一定熱量后,比油的溫升要慢得多,從而提高了冷卻效果,且可減少油霧,因此水基切削液的用量增大。以英國為例,水基切削液在整個切削液市場中約占60%肯窜。但是水基切削液與油相比存在著潤滑性差,其次是銹蝕钥忌、膠體穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性纹茫、生物穩(wěn)定性虏爸、可濾性、泡沫性等問題自古。這些問題對切削液在機床應(yīng)用時的“油池壽命(SumpLife)”至關(guān)重要角雅。合理選擇饶几、應(yīng)用、監(jiān)控和維護,對使用水基切削液特別重要材光。

金屬切削液的成分與選擇

根據(jù)我國目前市場情況,切削液的主要成分如下暮态。

油或油基液體:屬于ASTMD2881分類中的Ⅰ-A、Ⅰ-B谍椅、Ⅰ-C,習(xí)慣稱為切削油(也稱凈切削油),主體為礦物油,含或不含添加劑误堡。

乳液:屬于ASTMD2881分類中的Ⅱ-A、Ⅱ-B雏吭、Ⅱ-C,有時稱為溶解油锁施。根據(jù)礦物油含量和油滴粒度可分為3種:粗乳液:含油65%~80%,油滴粒度2~10μm；微乳液:含油40%~50%,油滴粒度<1μm杖们；半合成乳液:含油5%~40%,油滴粒度約0.1μm悉抵；

合成液體:含油或不含油,以溶于水的高分子有機物為主要潤滑劑。

化學(xué)溶液:不含油,屬ASTMD2881分類中的Ⅲ摘完。從以上成分來看,以切削油的潤滑性最好姥饰。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液,如配制得當(dāng)也有相當(dāng)好的潤滑性能孝治。目前粗乳液和微乳液的使用范圍最廣泛列粪。用于重負(fù)荷切削的乳化液要含極壓添加劑。合成液是乳化液的補充產(chǎn)品荆秦。這種液體常用在特定的用途上篱竭。某些合成液體在使用中由于濃度增大,清洗性增強而導(dǎo)致?lián)p傷操作人員的皮膚和機床涂層⊙脸瑁化學(xué)溶液是不含礦物油的水溶液厘乱。使用前用水稀釋,有良好的沖洗、冷卻效果,并應(yīng)能防止接觸區(qū)域的銹蝕极炎。這類液體主要用于研磨,功能在于清洗和冷卻,沒有潤滑性潭女。切削液的選擇,首先要避免使用那些對機床、刃具和加工材料有害的液體嫩柑。通常,不含游離硫的硫化油適用于加工鋼材和銅材捍秃。而有些銅合金和高鎳合金,在硫劑(特別是含游離硫)作用下會產(chǎn)生暗色斑痕。水基切削液的成分比較復(fù)雜,這是因為要顧及乳化系統(tǒng)的穩(wěn)定,既要考慮諸成分的HLB值,又要達到各項性能的平衡舌捡。由于切削液以水為基質(zhì),還應(yīng)考慮諸成分的水溶性或在水中分散的性質(zhì)印洒。

選擇切削液前應(yīng)充分了解下列情況。

1.1加工材料的性質(zhì)

被加工的材料物理化學(xué)性質(zhì)各異,反映在切削操作上就會有切削的難易和與切削液相容性等新問題渐位。對較難加工的材料及其與切削液的相容性分別簡略介紹如下瞒谱。

鋁:質(zhì)軟,切割易粘切具。乳化液如堿性強,與鋁產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),造成乳液分層。應(yīng)選用專用乳化液或石蠟基礦物油作冷卻潤滑劑萤榔。

黃銅:切削時產(chǎn)生大量細(xì)屑,易使乳化油變綠鸯乃。含活性硫的油劑可使加工材料變色,如選油劑要有過濾設(shè)備。

青銅:剪切前產(chǎn)生顯著的塑性變形,可使乳化液變成綠色跋涣。如選油劑要有過濾設(shè)備缨睡。

銅:粘韌,切削時產(chǎn)生微細(xì)卷曲的屑,可使乳化液變成綠色,影響乳化液的穩(wěn)定,在活性硫作用下生污斑。如選用油劑要配備過濾設(shè)備陈辱。

可鍛鑄鐵:切削時產(chǎn)生大量微細(xì)的具有化學(xué)活性的磨蝕性屑奖年。這些活性細(xì)屑好似過濾介質(zhì),削弱了乳化液的活性,而且可生成鐵皂,使乳化液變?yōu)榧t褐色,乳化液的穩(wěn)定性變劣。如使用油劑,必須用離心機或過濾器把鐵屑除去

鉛及其合金:易切削,可生成鉛皂,破壞乳化液的穩(wěn)定沛贪。如使用油劑,對油劑有稠化傾向,要防止使用含大量脂肪的油劑拾并。

鎂:切削時產(chǎn)生細(xì)屑,可燃。一般不使用水基切削液,可采用低粘度油作為切削液鹏浅。

鎳及高鎳合金:切削時局部產(chǎn)生高熱,切屑可能燒結(jié)∑链酰可選用重負(fù)荷乳化液或非活性硫化油隐砸。

鈦:產(chǎn)生磨蝕性、可燃的切削,易發(fā)生加工硬化現(xiàn)象,應(yīng)用重負(fù)荷乳化油或極壓油劑蝙眶。

鋅:切削面不規(guī)整,難以取得良好的光潔度,與乳化液生成鋅皂,使乳化液分離,應(yīng)選專用乳化液季希。

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