金屬加工液最基本的功能是潤(rùn)滑林索、冷卻、排屑洪灯、防銹 坎缭。這四個(gè)性能不是完全孤立的，既有統(tǒng)一面签钩，又有對(duì)立面掏呼。如切削油的潤(rùn)滑、防 性能較好，但冷卻憎夷、清洗性能差;水溶液的冷卻莽鸿、洗滌性能較好，但潤(rùn)滑和防 性能差拾给。

　　一般認(rèn)為祥得，在低速重負(fù)荷切削加工(螺紋切削、擴(kuò)孔和齒面切削)時(shí)鸣戴，需要充分的潤(rùn)滑啃沪，通常選用極壓切削油劑，切削潤(rùn)滑劑的主要任務(wù)是縮小推進(jìn)面與屑的粘結(jié)窄锅，作為邊界潤(rùn)滑劑创千。在高速淺層切削加工時(shí)，冷卻是首要的割对，一般選用水基切削液——它的主要作用是降低摩擦熱揖姆，帶走熱量。那些切削液難以到達(dá)剪切區(qū)域的加工作業(yè)援漓，給潤(rùn)滑眼厕、冷卻造成很大困難。通常對(duì)擴(kuò)孔标康、齒輪切削(特別是滾齒)半就、深孔鉆和鏜孔、攻絲(特別是盲孔)胃肖、深套孔吸自、車螺紋加工要精心選擇適用的切削液。

　　實(shí)踐證明徊激，選用合適的金屬加工液窥扭，能降低切削溫度60~150℃，降低表面粗糙度1~2級(jí)贿汞，減少切削阻力15~30%逼肯，成倍地提高刀具和砂輪的使用壽命，并能把鐵屑和灰末從切削區(qū)沖走桃煎，因而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量篮幢。

圖1 金屬加工液在生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　在模具加工過(guò)程中，刀具的作用是在主剪切區(qū)域把加工材料用強(qiáng)剪切力切除剝落备禀。刀具的推進(jìn)面和暴露的新鮮金屬面之間洲拇，由於強(qiáng)烈的附著作用使推進(jìn)面受到高的應(yīng)力。因切割剝落的屑要移過(guò)刀具推進(jìn)面曲尸，從而形成了第二剪切區(qū)域——該區(qū)域產(chǎn)生的剪切作用使刀具受到最大摩擦力赋续。在此時(shí)男翰，潤(rùn)滑和冷卻作用的重要性同時(shí)凸顯出來(lái)。值得注意的是纽乱，金屬去除類的機(jī)械加工種類很多蛾绎，又各有其獨(dú)特工況。

　　下文將聚焦金屬加工液在三種具體加工方式中的應(yīng)用鸦列，并結(jié)合本刊對(duì)殼牌(Shell)和德國(guó)歐海(OEL- HELD)兩家公司的用戶采訪報(bào)道租冠，說(shuō)明金屬加工液的具體應(yīng)用和性能要求。

　　電火花加工

　　殼牌公司旗下的萬(wàn)安EDM110和130是優(yōu)質(zhì)火花電蝕加工油 (見(jiàn)表1策退，轉(zhuǎn)下頁(yè))电味，采用高精度煉且芳香烴含量極低的石蠟基基礎(chǔ)油制成，絕緣性好跑腮，產(chǎn)品加工精度高晌箍，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)皮膚刺激小帮冶。其中剿恬，前者粘度中等，適合火花電蝕加工;後者粘度較高隧帜，適合火花電蝕較高精度加工铡暂。這兩種產(chǎn)品還可作為刀具研磨油使用≡ナ粒　　

表1 殼牌萬(wàn)安EDM 110/130火花電蝕加工油當(dāng)前產(chǎn)品典型值

　　殼牌萬(wàn)安EDM110 和殼牌萬(wàn)安EDM130具有一些相同的特點(diǎn)：①粘度低倡油，對(duì)工件和火花塞有極好的清洗作用;②帶屑性好，延長(zhǎng)電極使用壽命;③絕緣性好剧灰，高介電強(qiáng)度祈很，④表面加工精度高，加工表面粗糙度可以低至3微米至更低;⑤高閃點(diǎn)钠四，可減少機(jī)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn);⑥高沸點(diǎn)，最大限度減少揮發(fā)損失跪楞，防止因揮發(fā)損失導(dǎo)致油粘度升高和加工精度下降;⑦良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性缀去，且使用壽命長(zhǎng)，不易氧化變色;⑧無(wú)色無(wú)嗅甸祭，有助於用戶觀察火花塞加工過(guò)程的情況;⑨良好的過(guò)濾性缕碎，快速清除加工過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)屑;⑩芳烴含量極低，對(duì)皮膚刺激作用小池户，對(duì)人體無(wú)害咏雌。

　　用戶感言

　　殼牌金屬加工油/液性能優(yōu)異，產(chǎn)品使用周期較長(zhǎng)校焦。對(duì)此赊抖，比亞迪精密制造有限公司設(shè)備部張啟波深有體會(huì)。

　　據(jù)張啟波介紹，比亞迪精密制造是華南地區(qū)前三大模具制造基地之一氛雪，其設(shè)備部擁有幾百臺(tái)知名品牌機(jī)床房匆。該公司目前所使用的殼牌火花電蝕加工油，周期已經(jīng)超過(guò)3年半灶昏，并且無(wú)變色變味現(xiàn)象茬麻。如此長(zhǎng)的使用壽命，使得比亞迪公司不僅降低了油品采購(gòu)成本言雀，且有效減少了因?yàn)閾Q油而造成的設(shè)備停機(jī)時(shí)間模譬，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提升。

　　不僅如此刚哼，使用殼牌火花電蝕加工油啥读，對(duì)比亞迪公司的生產(chǎn)安全也提供了有效保證。比亞迪的技術(shù)人員曾做過(guò)這樣一個(gè)試驗(yàn)—用布條浸沾殼牌火花電蝕加工油揍丘，然後試圖點(diǎn)燃捍辫，但經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，布條始終無(wú)法燃燒楞庸。由此可見(jiàn)沉年，與其他煤油類火花電蝕加工油相比，殼牌火花電蝕加工油的性能穩(wěn)定晾胡，是安全生產(chǎn)的可靠保障脾婚。

　　磨削

　　磨削過(guò)程中磨粒與金屬表面的摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量。當(dāng)熱量聚集到一定程度時(shí)(磨削點(diǎn)的瞬間溫度可達(dá)1500℃罢猪，磨料與工件的磨削區(qū)域的平均溫度為500℃至800℃之間)近她，工件表面就會(huì)出現(xiàn)灼傷甚至形變，因此成品的表面質(zhì)量和精度將受到影響膳帕。如果改善磨削加工的操作條件粘捎，運(yùn)用磨削油進(jìn)行充分的冷卻和潤(rùn)滑，加工過(guò)程中的一半熱能都會(huì)被冷卻劑吸收危彩，而最終進(jìn)入到工件的熱量只占到整個(gè)加工過(guò)程產(chǎn)生熱能的15%攒磨。因此，磨削油有效降低了工件被灼傷的機(jī)率汤徽。

圖2 使用OEL-HELD的Sintogrind磨削油的加工結(jié)果與其它產(chǎn)品的使用效果對(duì)比

　　a: 其它磨削油和常規(guī)砂輪的磨削效果 b: 其它磨削油和內(nèi)冷式砂輪的磨削效果 c: Sintogrind和內(nèi)冷式砂輪的磨削效果

　　磨削油以基礎(chǔ)油為載體娩缰，通過(guò)在基礎(chǔ)油中添加多種具有不同性質(zhì)和功能的添加劑混合而成。目前世界上性能最好的磨削油基礎(chǔ)油是以乙烯為原料直接合成的聚α-烯烴谒府。由於產(chǎn)物的純凈和均一性拼坎，聚α-烯烴具有其他基礎(chǔ)油無(wú)可比擬的卓越性能，并在一級(jí)方程式賽車的嚴(yán)酷條件下用作基礎(chǔ)油完疫。由於其組成結(jié)構(gòu)為純烷烴泰鸡，因此具有優(yōu)異的抗剪切能力和抗老化穩(wěn)定性债蓝，非常適用於高速磨削的加工。

　　OEL-HELD(中國(guó))西南代表處的魏欣陽(yáng)表示深牲，其公司旗下的 Sintogrind熬席、Diagrind、Toolgrind系列高性能磨削油采用聚α-烯烴辽松、氫化裂解油作為基礎(chǔ)油,具有蒸發(fā)率低贝狈、無(wú)腐蝕性(包括對(duì)密封件)、可過(guò)濾性好裸努、沖洗性強(qiáng)芦终、消泡性高、閃點(diǎn)高以及黏度指數(shù)較高等優(yōu)點(diǎn)垃桨。在獨(dú)特的磨擦改良劑眉堪、抗磨添加劑、極壓添加劑和抗氧化劑等的協(xié)同作用下器赦，上述系列磨削油在加工硬質(zhì)合金時(shí)完全避免了金屬鈷的析出奉堵，并具有優(yōu)異的抗剪切能力和抗老化穩(wěn)定性，在減少能耗與砂輪磨損的同時(shí)刚垦，工具表面不會(huì)產(chǎn)生任何灼傷抚垃，從而達(dá)到高精度加工要求并獲得良好的表面光潔度，因此被絕大多數(shù)的知名磨床制造商所推薦趟大，在歐美等國(guó)家市場(chǎng)占據(jù)主要的份額鹤树。

　　應(yīng)用案例

　　為了說(shuō)明基於聚α-烯烴全合成產(chǎn)品的效果，OEL-HELD公司在Rappold Winterthur磨床公司進(jìn)行了一系列試驗(yàn)逊朽。磨削後的產(chǎn)品使用電子顯微鏡進(jìn)行同等倍數(shù)的掃描罕伯。如圖2所示，使用Sintogrind全合成產(chǎn)品可以獲得極高表面質(zhì)量叽讳。

　　德陽(yáng)東汽工模具有限公司一直在使用OEL-HELD公司的磨削油產(chǎn)品追他，該公司技術(shù)開(kāi)發(fā)部副部長(zhǎng)胡劍華告訴本刊，OEL- HELD的磨削油現(xiàn)已使用3年而沒(méi)有更換岛蚤，有效降低了生產(chǎn)成本及設(shè)備停機(jī)時(shí)間湿酸，全面改善生產(chǎn)效率。

　　切削

　　近年來(lái)金屬切削液的發(fā)展和變化主要是在水溶性液體領(lǐng)域灭美。這類液體以水為基質(zhì)，傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)昂利。等量的水吸收一定熱量後届腐，比油的溫升要慢得多，從而提高了冷卻效果榕哩，且可減少油霧仪荞。因此付忆，水基切削液的用量增大。

　　目前江构，水基切削液在中國(guó)切削液市場(chǎng)總體中約占60%艺退，但水基切削液與油相比存在著一些問(wèn)題，這包括潤(rùn)滑性差在缆，以及 蝕与钳、膠體穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性茫失、生物穩(wěn)定性精柒、可濾性、泡沫性等方面的問(wèn)題真王。這些因素對(duì)切削液在機(jī)床應(yīng)用時(shí)的 “油池壽命(Sump Life)”至關(guān)重要探九。　　

表2 殼牌斯特來(lái)Sitala CE 3402水溶性切削液當(dāng)前產(chǎn)品典型值

　　殼牌公司旗下的殼牌斯特來(lái)Sitala CE 3402高性能水溶性切削液(見(jiàn)表2)街立，含有大量極壓添加劑舶衬，適用於鋼材和鋁合金材料的加工∈昀耄可滿足要求高表面精度的苛刻加工逛犹，以及高壓、使用內(nèi)冷刀具的工藝蟹瘾，如：深孔鉆圾浅、鉆孔、銑和MAPAL絞孔等憾朴。

　　殼牌斯特來(lái)Sitala CE 3402具有良好的抗泡沫性能狸捕、優(yōu)異的生物穩(wěn)定性和清洗性能，可保持機(jī)床和工件清潔众雷。其良好的冷卻能力和潤(rùn)滑性能灸拍，能確保加工工件的高精度。同時(shí)砾省，Sitala CE 3402的生物穩(wěn)定性優(yōu)異鸡岗，產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，可顯著降低維護(hù)成本编兄。而高度抗腐蝕性能則有利於保護(hù)刀具咕烟、加工工件和導(dǎo)軌。

　　用戶感言

　　比亞迪精密制造有限公司在制造過(guò)程中淀祟，一直使用殼牌斯特來(lái)Sitala CE 3402高性能水溶性切削液憎对。該公司設(shè)備部張啟波表示，這一產(chǎn)品相比同類產(chǎn)品酌铺，更換周期長(zhǎng)散岩，性價(jià)比高酿乾。且在保護(hù)刀具及保證加工工件精度方面性能出眾。

　　張先生深深體會(huì)到萌圣，生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展對(duì)金屬加工液的性能提出了更高要求渣蒙，比如增強(qiáng)可維護(hù)性以及延長(zhǎng)更換周期，等等低海。而殼牌金屬加工液在滿足這方面要求方面的能力可謂獨(dú)樹(shù)一幟缔寒。

　　節(jié)能環(huán)保、降本增傚的發(fā)展趨勢(shì)不可阻擋

　　深圳市模具技術(shù)學(xué)會(huì)專家委員羅百輝指出糕米，企業(yè)在選用金屬加工液時(shí)要全面權(quán)衡利弊忠伊，須達(dá)到以下要求：熱容量大，導(dǎo)熱性好巷波，具有較好的冷卻作用萎津。具有較高的油性或是較強(qiáng)的金屬表面吸附作用，能使形成的吸附薄膜具有較高強(qiáng)度抹镊，牢固吸附在金屬表面锉屈，起到良好的潤(rùn)滑作用。而防 性好的話垮耳，對(duì)金屬不起腐蝕作用颈渊，也不會(huì)因腐蝕而損壞機(jī)床和工件的精度及表面粗糙度。同時(shí)终佛，表面張力低的產(chǎn)品俊嗽，易於均勻擴(kuò)散，利於冷卻和洗滌作用并具有較好潤(rùn)滑性铃彰。

　　羅百輝同時(shí)表示绍豁，經(jīng)濟(jì)成本方面的考慮也很重要。金屬加工液必須使用方便牙捉，價(jià)格低廉竹揍，要求容易配置并最好適用於多種金屬材料和多種加工方式(如車、磨橘凿、刨等)棱悄，有一定的透明度，在提高切削速度時(shí)不冒煙寡络。對(duì)人體無(wú)害鬼壹，無(wú)毒、無(wú)異味述搀。不會(huì)傷害皮膚及鼻腔粘膜寥药，不刺激眼睛等。穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)趁悦。在長(zhǎng)期使用和貯存期間，不分層揽膏、不析出沉淀物委蒿，不發(fā)霉變質(zhì)。切削廢液量較大歹朵，考慮廢液處理黎人，避免造成環(huán)境污染。

　　中國(guó)“保增長(zhǎng)挠说、擴(kuò)內(nèi)需”的政策舉措正付諸實(shí)施澡谭，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃也相繼出臺(tái)，模具企業(yè)購(gòu)買力在不斷提升损俭，企業(yè)轉(zhuǎn)型所需產(chǎn)品種類將更廣泛蛙奖，并且對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)要求必會(huì)飛速提高。在經(jīng)濟(jì)危機(jī)的考驗(yàn)之下杆兵，模具行業(yè)金屬加工液用戶的需求必然加速向高效節(jié)能雁仲、健康環(huán)保、低經(jīng)濟(jì)成本的方向邁進(jìn)琐脏。

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