1 切削液技術(shù)的發(fā)展趨勢
眾所周知冗懦，切削液具有潤滑、冷卻仇祭、清洗及防銹等作用，對提高切削加工質(zhì)量和效率乌奇、減少刀具磨損等均有顯著效果。近十多年來礁苗，我國的切削液技術(shù)發(fā)展很快爬凑，切削液新品種不斷出現(xiàn)试伙，性能也不斷改進(jìn)和完善嘁信，特別是20世紀(jì)70年代末生產(chǎn)的水基合成切削液和近幾年發(fā)展起來的半合成切削液(微乳化切削液)在生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用疏叨，為機(jī)械加工向節(jié)能潘靖、減少環(huán)境污染蚤蔓、降低工業(yè)生產(chǎn)成本方向發(fā)展開辟了新路徑泛汁。歸納起來陶焙，切削液技術(shù)主要有以下特點:
最小潤滑技術(shù)
干式切削加工是不采用任何切削液的加工寿经，它可以從根本上消除傳統(tǒng)濕式加工易污染環(huán)境的弊端听量，是切削技術(shù)的一場深刻革命剖坟。由于干式切削符合當(dāng)今發(fā)展綠色制造技術(shù)的要求啡洁，因而是一種非常有前途的切削新技術(shù)疙汁。但干式切削具有溫度高蕊肖、切削力大等特點语哺，又出現(xiàn)了一系列濕式加工中沒有的問題逐豆。目前忽仗，干式切削技術(shù)還很不成熟范颠，其應(yīng)用范圍也很有限棒假。而傳統(tǒng)的濕式切削又有諸多不足溯职。因此有人提出了準(zhǔn)干式切削加工技術(shù)帽哑。準(zhǔn)干式切削是一種介于濕式切削和純粹干式切削之間的切削方式谜酒，又稱為最小潤滑技術(shù)妻枕。準(zhǔn)干式切削采用噴霧冷卻方式僻族，它用極少的切削液而起到較好的冷卻和潤滑作用屡谐。
液氮冷卻技術(shù)
利用液氮進(jìn)行低溫(超低溫)切削加工述么，就是利用液氮使工件、刀具或切削區(qū)處于低溫冷卻狀態(tài)進(jìn)行切削加工的方法度秘。氮?dú)馐谴髿庵泻孔疃嗟某煞郑旱鳛橹蒲豕I(yè)的副產(chǎn)品饵撑，來源十分廣闊。使用液氮作為切削液稿服，應(yīng)用后直接揮發(fā)成氣體返回到大氣中絮增，沒有任何污染物舀闻，從環(huán)保方面看菜缭，是一種有前途的切削掖替代品手霎。
液氮冷卻有直接和間接兩種應(yīng)用方法宪郑。
直接應(yīng)用。 即將液氮作為切削液直接噴射到切削區(qū)袁垄。一般來說宿拔，由于刀具磨損嚴(yán)重鼓临，金剛石刀具不能用來加工黑色金屬视甩。而美國一學(xué)者采用液氮冷卻系統(tǒng)對不銹鋼用金剛石刀具進(jìn)行車削加工角黍，由于低溫抑制了碳原子的擴(kuò)散和石墨化电爹，大大減少了刀具磨損料睛，并取得了極好的加工質(zhì)量丐箩，其表面粗糙度達(dá)到Ra25μm恤煞。磨削加工時會因磨削區(qū)高溫常常對工件表面造成熱損傷屎勘，如燒傷居扒、微裂紋等概漱，為有效解決這些問題苔货，印度工學(xué)院S.Paul用液氮超低溫冷卻磨削五種常用鋼材犀概，結(jié)果表明：正確合理地使用液氮冷卻夜惭，可有效控制磨削區(qū)溫度，使磨削溫度保持在材料發(fā)生相變溫度之下而不發(fā)生磨削燒傷;并且在材料塑性增大和較大進(jìn)給量情況下铛绰，這種效果更加顯著。對于非金屬材料和復(fù)合材料的液氮冷卻切削加工,國外也開展了廣泛研究丈巩。如FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)是一種高強(qiáng)度/重量比、耐疲勞的復(fù)合材料超丛，用傳統(tǒng)切削方法加工非常困難蚂霎，因而限制了這種材料的使用。新西蘭學(xué)者對其進(jìn)行超低溫冷卻加工逢棺，使用液氮不間斷冷卻(0.4-0.5 L/min)贷挠，極大地改善了這種材料的切削加工性，不但獲得了滿意的加工表面質(zhì)量篱馅，還在很大程度上延長了刀具壽命春环。采用低溫切削熱固性塑料、合成樹脂沟密、石墨、橡膠和玻璃纖維等材料時也均顯示出良好的切削性能痹换。
間接利用征字。 主要是刀具冷卻法，即在加工中不斷地冷卻刀具娇豫，使切削熱快速從刀具上、特別是刀尖處被帶走锤躁，刀尖始終保持在低溫狀態(tài)下工作。美國林肯大學(xué)的學(xué)者利用一種配備新型冷卻系統(tǒng)的PCBN刀具進(jìn)行了試驗研究系羞。這種刀具是在車刀上部的方盒內(nèi)儲存液氮，由進(jìn)口輸人椒振，從出口流出昭伸。試驗表明，使用液氮冷卻時澎迎，車刀壽命延長to倍庐杨，磨損降低1/4，并可獲得較低的表面粗糙度夹供。
還有一種特殊的間接利用方法為噴氣冷卻律愉。日本一些學(xué)者研制出噴氣冷卻系統(tǒng)喂磷。該系統(tǒng)使用的冷卻氣體是由液氮在熱交換器中冷卻過的俘巡，其溫度低于—50℃冷卻氣體直接噴射于磨削點欲访。實驗發(fā)現(xiàn)变抛，磨削后工件材料的殘余壓應(yīng)力比使用磨削液磨削時要大，殘余壓應(yīng)力的分布區(qū)域也變寬了涡拾。

而殘余壓應(yīng)力可提高零件的抗疲勞壽命，這對一些零件胆褪，如飛機(jī)零件等十分重要。采用固體潤滑劑處理過的CBN砂輪筑唁，或加工中添加極少量(101向的超精植物油拌喳，可在加工中起到較好的潤滑作用。
由此可見渤早，在有關(guān)環(huán)保法規(guī)越來越嚴(yán)格、切削液使用和處理費(fèi)用日益升高的情況下鹊杖，液氮有可能在一定范圍內(nèi)成為切削液的替代品。
集中冷卻潤滑系統(tǒng)
集中冷卻潤滑系統(tǒng)是把多臺機(jī)械加工設(shè)備各自獨(dú)立的冷卻潤滑裝置合并為一個冷卻潤滑系統(tǒng)骂蓖。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:(1)延長切削液的使用壽命;(2)易于實現(xiàn)對切削液性能指標(biāo)的自動控制，確保切削液質(zhì)量;(3)廢液量較少且便于集中處理登下，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，(4)便于維護(hù)被芳、保養(yǎng)和管理;(5)便于切屑運(yùn)輸和進(jìn)行集中處理等等。
實現(xiàn)切削液質(zhì)量管理自動化
保證切削液長期穩(wěn)定地滿足各種質(zhì)量要求和充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益畔濒，關(guān)鍵在于嚴(yán)格而科學(xué)的日常管理。隨著機(jī)械加工自動化程度的不斷提高和無人化工廠(車間)的出現(xiàn)恬皆，在冷卻潤滑系統(tǒng)中實現(xiàn)對切削液的自動檢測和自動控制已勢在必行。這種檢測和控制系統(tǒng)可自動檢測和控制切削液的工作溫度众附、使用濃度、PH值拇从、微生物數(shù)量和氣味等，并可對切削液的失效進(jìn)行預(yù)報赠恭。
高性能、長壽命蔬透、低污染切削液及其廢液處理技術(shù)
隨著機(jī)械工業(yè)整體技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床切削速度更快发荧，切削負(fù)荷更大，切削溫度更高刃唤，同時不斷有新工藝出現(xiàn)來適應(yīng)新材料的加工，這都需要新型的高性能切削液滿足加工要求;同時根據(jù)勞動衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)的要求，切削液中應(yīng)盡量不含有危害人體健康和生態(tài)環(huán)境的物質(zhì)硬霍。近年來我國進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床帜慢、加工中心等先進(jìn)設(shè)備越來越多唯卖，其使用的切削液若從國外進(jìn)口粱玲，運(yùn)輸不便拜轨，成本很高抽减，因此橄碾，研制高性能切削液以替代進(jìn)口產(chǎn)品已是當(dāng)務(wù)之急。在我國法牲，水基切削液使用范圍越來越廣，且已開始從乳化液向性能好猖沈、壽命長的合成切削液、微乳化液過渡诲狐。在發(fā)達(dá)國家斗赘，微乳化液已普遍使用喧畏，正大力研制環(huán)保型切削液砍梁。
研制長壽命切削液愤栽，研究延長切削液使用壽命的方法，從而減少切削液廢液排放量;研究更有效和更經(jīng)濟(jì)的廢液處理方法齿喧，減少有害污染物在環(huán)境中的積累，是國內(nèi)外切削液研究的一個重要內(nèi)容轻欣。
2 切削液添加劑
切削液性能的優(yōu)劣、廢液處理的難易玷室、對操作者的危害和對環(huán)境的污染程度均取決于這些添加劑的種類及性能。作為未來的切削液添加劑穷缤，必須性能優(yōu)良敌蜂，對人體和環(huán)境無害箩兽。大量的應(yīng)用實踐表明，在使用中應(yīng)嚴(yán)加限制的添加劑有以下幾類:亞硝酸鹽及類似的化合物章喉、磷酸鹽類化合物、氯化合物囊陡、甲醛及類似的化合物。提高切削液質(zhì)量的有效途徑是研究開發(fā)新型高效無毒添加劑撞反。這一點已引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，而且做了不少工作遏片，研制出了一些新型的添加劑:
硼酸酷類添加劑
硼酸醋是一種多功能環(huán)保型添加劑。①硼酸醋的油膜強(qiáng)度高辫慎，摩擦系數(shù)低，具有優(yōu)良的減摩抗磨性能;②具有良好的防銹性能;③具有抗菌和殺菌功能叶偶，且無毒害作用川。
鉬酸鹽系緩蝕劑
鉬酸鹽是陽性緩蝕劑锯运，添加到切削液中能在金屬表面生成Fe-MoO4-Fe2O3鈍化膜沛四，可 獲得良好的緩蝕效果。通常認(rèn)為蛔颖，鑰酸鹽作為防銹劑是無毒的糊晋，也不污染環(huán)境，但它價格昂貴政拾，影響了使用的廣泛性。為了推廣應(yīng)用舅逸，人們研究了鑰酸鹽和其它有機(jī)、無機(jī)緩蝕劑配伍使用時的協(xié)同效應(yīng)堡赔。
新型防腐殺菌劑
切削液本身具有微生物和菌類滋生繁衍的條件，容易腐敗變質(zhì)。防腐殺菌劑的作用在于抑制細(xì)菌和霉菌的滋生灼捂，殺滅液體中已存在的細(xì)菌换团，藉以延長切削液的使用壽命宫蛆。近年來艘包，由于環(huán)境保護(hù)法規(guī)的頒布和施行耀盗，許多國家都在限制使用有毒的防腐殺菌劑，研究開發(fā)新型防腐殺菌劑猎之。據(jù)日本專利介紹，選用油酸鹃远、硬脂酸等梭酸制取的銅鹽，具有1年以上的抗腐敗能力嚎闹。

據(jù)美國資料介紹，檸檬酸銅也具有較好的抗菌效果暂臀，添加量為300PPM。美國Mobil化學(xué)公司研制出一種名叫MobilmentAquaRho的乳化油帐扯，添加了含磷、氮和硼的合成物罪褒，乳化液的使用壽命達(dá)4個月以上。
3 結(jié)語
近年來婿着，國內(nèi)外學(xué)者研究的重點都放在無切削液的切削加工工藝上，但對多數(shù)材料和加工種類而言竟宋，全面取代濕式切削和濕式磨削即使可能，也很遙遠(yuǎn)徒欣。今后在很長一段時間內(nèi)我們無法回避使用切削液這一現(xiàn)實。解決機(jī)械制造過程的潔凈化問題應(yīng)該雙管齊下打肝，即在研究無切削液技術(shù)的同時挪捕，重視切削液自身的改造和創(chuàng)新粗梭，使干式加工和濕式加工兩者優(yōu)勢互補(bǔ)。因此断医，我們提出“從切削液本身的環(huán)境無害化做起，同時開發(fā)無切削液加工新技術(shù)”的研究方針葡谅。研究工作的重點應(yīng)該放在以下幾個方面：
開發(fā)對人和環(huán)境完全無害的綠色切削液;
優(yōu)化供液方法和供液參數(shù)，減少切削液消耗量;
研究科學(xué)的切削液使用管理技術(shù)忍抗，盡量延長其使用壽命減少廢液排放;
研究切削液廢錐的回收利用和無害化處理技術(shù);
研究考慮環(huán)境影響的切削液的綜合評價方法，為企業(yè)正確選擇切削液提供技術(shù)支持;
研究各種無切削液的加工方法缨诱，尤其是干式切削工藝赡脚。研究切削刀具纳倒、工件和機(jī)床的最佳工藝參數(shù)幸持，擴(kuò)大干式切削工藝的應(yīng)用范圍。
研究開發(fā)新型高效無毒添加劑川砌。

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