防锈金属切削液的特性、用途和方法?
刀具寿命,降低加工成本。在机械工业中,金属切削液(以下简称切削液)广泛应用于各种切削加工中,如车削、铣削、钻削、磨削、切齿、螺纹切削等。切削液的合理使用可以有效降低切削力、切削温度、加工系统的热变形,延长刀具寿命,提高加工表面质量。此外,使用高性能切削液也是改善一些难加工材料可加工性的重要措施。
A & gt切削液的作用是什么?
金属切削液在机械去除加工中的主要作用是冷却、润滑、清洗和防锈。由于液体的对流和汽化,可以降低工具和工件的表面温度,从而防止工件表面烧伤变形。此外,切削液应具有抗泡沫性和抗霉菌变质性,以满足不污染环境、对人体无害和经济使用的要求。因此,往往需要在切削液中加入一些特殊的添加剂,如油性剂(能吸附在工件表面形成油膜)、极压剂(能在高温高压下形成牢固的化学膜,起到减摩防粘的作用)、防锈剂(能防止金属生锈)、消泡剂(能防止切削液喷涂时起泡)、抗氧化剂(能防止切削油在高温高压下氧化)、表面活性剂等。添加剂是金属切削液技术的核心要素,优秀的添加剂配方已经成为切削液生产企业提高自身品牌市场竞争力的必要条件。
B& gt;切削液的类型
按形式分,有液体切削液和固体润滑剂两种。生产中常用的液体切削液有两种:基于润滑的油基切削液和基于冷却的水基切削液。
油基切削液
油基切削液也叫切削油,其基本成分是基础油(矿物油或合成油)。使用时,原液不经稀释直接使用。根据不同的加工方法、刀具材料、工件材料和加工要求,各种添加剂,如油性剂、极压剂(如氯、硫、磷等。),缓蚀剂和抗氧化剂,可以添加到基础油中制备不同性能的油基切削液。根据基础油和添加剂的不同,油基切削液大致可分为纯矿物油(如L-AN5 ~ L-AN32牌全损耗系统油,即机械油、煤油和轻柴油等。)、纯合成油(其基础油由合成脂肪、聚α烯烃、聚醚、聚乙二醇等组成。)、活性极压切削油(如硫化油)和非活性极压切削油(如含氯等。).以矿物油为基础油的切削油具有优良的润滑性和防锈性能等优点,因此使用最多;但矿物油在高速下易产生烟雾和燃烧,生物降解性差,污染水和土壤,对操作人员的健康有害。因此,以矿物油为主的切削油的发展趋势:一是矿物油逐渐被不含芳烃的可生物降解的聚烯烃合成物质所取代;二是逐渐被水基切削液取代,节约能源。2.2水基切削液水基切削液是目前应用最广泛的切削液,其产品约占整个切削液市场份额的70%。水基切削液需要用水稀释后使用。按稀释状态可分为乳化切削液、微乳化切削液和合成切削液。?
(1)乳化切削液
乳化液是用矿物油、乳化剂(如石油磺酸钠、磺化蓖麻油等)预先配制的乳化油(称为原液)加水稀释而成的一种乳化液。)和添加剂。因为油不溶于水,所以必须加入乳化剂来混合两者。乳化剂是一种表面活性剂,其分子由极性基团和非极性基团组成。前者是亲水的,可溶于水;后者是亲脂性的,溶于油。当油在水中搅拌成细小颗粒时,乳化剂分子可以定向排列吸附在油水界面上,将油和水连接起来,使分离出来的细小颗粒不再因凝聚而漂浮在水中,成为漂浮的液体。乳液中乳化油含量少,即浓度低(如浓度为3% ~ 5%),冷却和清洗效果好,适用于粗加工和磨削;高浓度(如10% ~ 20%)润滑性好,适合精加工(如拉削、铰削)。为了进一步提高乳液的润滑性能,可以加入一定量的极压添加剂,如氯、硫、磷等,制成极压乳液。?
(2)合成切削液?
合成切削液的原液一般不含油,所以润滑性比较差,但可以节约能源,有利于环保。可与水混溶,配制的切削液大多透明,可视性好,使用寿命长,特别适用于数控机床、加工中心等高效设备。如我国耶格石化公司开发的环保型全合成金属工作液和英国Korniche公司推出的全合成磨削液SCF600和SCF900就属于这一类,适用于黑色金属和有色金属的一般加工和磨削。
(3)微乳化切削液
原始微乳液中的含油量(即油性添加剂的含量)较小,但表面活性剂和防锈剂的含量较大。用水配制后呈半透明状,微乳化,外观和性能介于乳液和合成切削液之间。它兼有乳化液和合成切削液的优点,又弥补了它们的缺点。它是近十年来发展迅速、应用广泛的一种水基切削液。目前国外一些著名公司推出的水基切削液产品,如英国比尔公司开发的SCFUniversal绿色金属切削液,德国快克化学(中国)公司推出的QUAKERCOOL370KLG合成酯专利切削液,都属于这一类。QUAKERCOOL370KLG中的合成酯是脂肪酸与醇类反应生成的化合物,具有优异的润滑性,与水混合后能形成微乳液,在金属加工环境中不易降解,从而保证刀具与切屑的界面以及刀具与工件的接触区域能保持良好的液体润滑、边界润滑和极压(EP)润滑状态,特别适用于铝合金、钛合金以及铬、镍、铁合金等难加工材料的加工场合。
固体润滑剂
二硫化钼(MoS2)广泛应用于固体润滑剂中,是一种良好的环保型润滑剂。二硫化钼形成的润滑膜摩擦系数小(0.05 ~ 0.09),熔点高(1185℃),耐压性高(3.1GPa)。切削时,二硫化钼可以涂在刀具或工件表面,也可以加入切削油中。在高温高压条件下,仍能保持良好的润滑性和耐磨性。此外,二硫化钼润滑剂的使用还可以防止粘连,抑制积屑瘤的产生,延长刀具寿命,降低表面粗糙度。MoS2润滑剂已成功地用于铰孔、深孔、攻丝和拉孔。例如,用(Ti,Al)N+MoS2软涂层的硬质合金钻头[即先在钻头上涂(Ti,Al)N硬涂层,再在其上涂MoS2软涂层]干钻灰铸铁发动机缸体深孔,刀具寿命高达65,438+0,600±44min,而涂TiN或TiCN的钻头寿命分别为65,438+0。
C & gt切削液的选择?
切削液的效果不仅取决于切削液本身的性能,还取决于加工要求、工件材料、刀具材料和加工方法,应综合考虑,合理选择,正确使用。
(1)根据加工要求选择粗加工时,切削量大,产生大量切削热。为了降低切削温度,此时应选择冷却性能好的水基切削液。精加工时,要求工件获得最佳的表面质量和较小的表面粗糙度,所以要使用切削油。
(2)要对应不同的处理方式。在当代机械加工中,有各种各样的切削方法。比如车、铣、钻通常需要高效率的加工,所以要选择水基切削液;但拉削切齿时,需要使用昂贵复杂的刀具进行加工。为了保证刀具的加工质量和较长的使用寿命,最好选择油基切削液。随着加工分类越来越细。切削液也有非标准化的发展趋势。不同的切削方式有不同品牌的切削液。例如,对于高速磨削,德国OEL控股公司开发了一种特殊的高性能磨削油。由于其组成结构为纯烷烃,具有优异的抗剪切性和抗老化稳定性,非常适合高速磨削,从而改变了以往用通用切削液代替磨削油的加工方式。
(3)根据工件和刀具的材料不同,选用不同材料的刀具和工件,其耐高温性、可加工性和硬度也不同。此时应分别选择不同的切削液。比如加工硬度较低的齿轮,要用粘度较高的切削液,防止齿轮表面划伤;切割不锈钢时,应选择极压切削油或极压乳化液。再比如,用立方氮化硼(CBN)超硬刀具切削淬硬钢等高硬度材料时,虽然CBN能承受1250 ~ 1350℃的切削温度,但在1000℃左右的高温下,CBN会与空气中的水蒸气和氧气反应生成氨和硼酸。这个化学反应叫做水解。因此,使用CBN刀具进行湿式切削时,必须使用水基切削液或添加极压添加剂的极压切削油来减弱水解。
(4)应根据机床本身的特点选择一些高效、昂贵的设备。从维护保养的角度来说,要选择理化性能稳定的油基切削液,防止金属零件的腐蚀生锈和运动部件的障碍物。但对于一些开放式机床,一般不宜使用油基切削液,以免切削油大量挥发和散失。
(5)针对具体的加工条件,应选择性价比最高的切削液。
此外,所选用的切削液还要求对操作人员的健康和环保不产生负面影响。目前,由于全球环保意识的增强和环保立法要求的日益严格,市场对切削液的绿色环保性能要求越来越高。因此,一些可生物降解的油基切削液受到人们的青睐。比如Hofuton公司的HocutTR2000系列产品就是这样一种由生物可降解植物油提炼而成的两相(油相和水相)控制的环保型切削液。用钨酸盐和钼酸盐替代水基切削液中有毒防锈添加剂的方法也在生产中得到推广。