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[转帖] 不锈钢加工中切削液的选择

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发表于 2009-12-13 11:11:05 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国浙江绍兴

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金属加工切削液是机械加工工业的重要配套材7 c. U1 q* P6 g2 _% [
料,它是随着机械加工工艺的进步而发展起来的。人+ k$ c1 q5 `/ n+ `3 ^3 W
们使用切削液最早是从水开始的,后来使用简单的水
0 N% \+ r3 ]# Y# R基溶液和动植物油。直到20世纪初,人们能够从原% E: ?$ K+ k9 u1 x
油中提炼出大量的润滑油之后。尤其是发明了各种润
8 W2 D: k: O  S5 E滑油添加剂以后,才真正开始了现代意义上的机械加
0 V9 M% C. }5 f2 g( ?+ a工配套切削液的发展。1 c( c/ U3 \! h
1 不锈钢切削加工的特点及其对润滑冷却液的要求
- n& J' {! A2 V" X(1)加工特点4 ?9 X4 Y+ t: ]! y3 m& G" |. X
由于不锈钢在机械性能方面具有高的抗拉强度、
* A, Y  J. O9 s4 h  B2 e3 }) o屈服强度、延伸率和冲击值,而且其高温强度和硬度
2 ~- K; Q' S4 a8 z& T( v亦高,另外,不锈钢还具有很高的耐腐蚀和耐高温等
) p8 _& Q5 ]9 ~* q- M3 f特点。因此,它被广泛地应用于机械、石油化工、电& w" [0 B& m- ^( v/ x
子仪表、国防等工业部门。在物理性能方面其导热点$ ^: l! q6 }2 A/ J% a$ s
较低,由于这些性能,使其切削加工具有以下四个特$ O0 v) l- E8 ^
点,即:①切削力大,②切削温度高,③粘刀现象严4 W& C0 a. N0 m. m0 f
重,④加工硬化趋势强。由于以上的切削特性,不锈
+ e* Y! S# m1 t& g% r7 b9 t! g钢在切削过程中表现出切削功率消耗大,切削温度* m- F7 }# K5 V5 b" n( c
高,出现刀具寿命短和加工工件表面质量低等现象。. y% _0 ?1 V  {$ _
(2)不锈钢加工中对润滑冷却液的要求( ~& g' o6 e3 {) [" f3 [) l
一般材料的切削加工是流体润滑和边界润滑相混
8 d' `" }% u' |& M存在。流体润滑是指运动着的两个物体表面被连续的! D! y5 U: \; O  L$ A7 ]
润滑剂膜完全分离,阻止了物体间直接摩擦。对于不6 D# \, Z/ [0 C) J9 K: {+ D
锈钢等难加工材料,在切削加工时,切削力大,刀具$ O- `7 c" i# @  p. V
面和切屑间的垂直应力,一般可达数万牛顿。在这样
7 f2 l$ Y& J3 e- C/ p4 q! f+ g高的压力下,润滑剂膜完全被压破,刀具和切削发生7 p9 B: `1 P+ \0 u& N0 W$ [
直接摩擦,得不到流体润滑因而近似于边界润滑状
. ]1 z4 L5 z. G! X$ g/ t# W5 L$ _态。因此,对于不锈钢这种难加工材料,它在切削加5 @9 B) d# v0 O
工时是以边界润滑为主的。
! u7 {# W: ?2 B; O& o. r* d在切削加工中,影响边界润滑的因素很多,润滑
! {& }' q9 h/ E1 ]8 z  o# N& Z剂的油性和极压性能是主要因素之一,润滑剂的油性! y6 }( F7 W9 s; ~
是靠其极性分子在金属表面的吸附作用实现的,由于! _0 x* r0 f# {* K% t
不锈钢在切削加工时的切削温度高,在高温下,这种
9 c5 k9 \, E1 y不大的吸附力易被破坏而使其油性失去作用,出现金
3 u# t9 k0 q5 @属间接触摩擦,造成严重磨损。为了保证边界润滑膜
: T; [0 I3 N/ R. h不被破坏,需要向润滑剂中加入极压添加剂。极压添
: F/ X5 x% |$ I1 Y9 e加剂与金属摩擦而发生反应,生成相应的化合膜;该/ A( D8 T1 {  I0 X) O
膜在高温下能维持切削和刀具的润滑,从而减少刀具
  Z9 x: u# Y% D磨损,提高加工质量,因此切削不锈钢材料要求采用
( {/ ~2 I8 C* o5 |  G含有极压添加剂的切削液。1 W" F! y. x' ?# ^
此外,由于切削不锈钢时切削力大,产生的切削5 P- c; g& ^' N& M9 N( X
热也大,因此,切削液还必须具有优良的冷却性能,  @0 r% j6 w( _0 v6 w5 {6 B
使加工过程得到充分冷却,以保证工件的加工精度及3 l8 T2 ?. G/ ]' e' u: v
一定的刀具寿命。
0 @: _: m" f, T5 H: Y! C, ^所以,针对不锈钢的切削特点,其切削液必须具+ V7 z8 Z- R; w* N8 D# J  a$ Q) K$ H
有优良的润滑、冷却性能和渗透能力,还应具有一定/ H, M* Y$ w# ?' S3 z0 O% k
的防锈清洗性能。
( n( V2 [& ^) @2 不锈钢加工中切削液的选择' o5 K, Z3 }1 q2 R2 k5 n
切削液可分为非水溶性和水溶性两大类。就冷却; W7 `' i* Q. N2 s7 V0 Z$ I4 h
性来看,油溶性切削液的冷却效率是很低的。对于不! N8 s$ H" E; U. b- \' @
锈钢切削,由于它自身具有导热点低的特点,所以油% @  g% W* u# U9 @; l- |& F
性切削液不易进行有效的冷却。在实际操作中往往会3 o& j7 x1 S& q! _* x2 s. f" q3 N
由于加工余量大、产生热量多未能及时散热而使切削
4 A6 X6 N* o0 {6 L油冒烟,从而影响加工。水溶性切削液能迅速传散切5 P. e5 b# ~6 u9 t- Q
削时产生的热量从而达到理想的冷却效果。% j2 M# z% q8 W& o* _  ~
水溶性切削液又分为乳化液和合成液两种,合成
# \! x% {- U0 _! ?1 I8 T: Z液虽然在冷却性能方面是最优的,但其润滑性却较
6 d1 c9 r  y; n, r0 F5 {差,在加工中较难形成理想的润滑膜、容易产生刀具
( ]- c: i- p0 N, d# g面与工件之间的直接接触而形成所谓的干摩擦,使刀
0 V- C5 i' b& I* ^与屑之间接触长度变长,剪切角变小,从而增加切削
7 F$ u! e% g9 v; h$ U. F( p3 l2 Z( \难度。所以它很难满足在切削时以边界润滑为主的不, a! A# q  K, I: B
锈钢切削加工的要求。乳化油的润滑性和冷却性介于: b/ F0 A' }# B. X% T
油剂和合成液之间,但普通乳化油由于含油量大使得  @- W1 I0 v& f; k, N1 T: A( H
冷却性一般、较易腐败发臭,故难以满足不锈钢加工
2 w& m0 u# u4 b$ j& D的特殊加工要求。+ d2 A& \$ G6 u& Z' i) U
刀具耐用度(min)- Z1 z1 l5 O% o6 K% p. L: ^
工件:18-8不锈钢(SUS7), @$ e4 N& q3 v: u& X/ H
刀具20(0,10,6,6,15,15,015mm)
  k2 O0 u( D+ S$ r切削条件:t=2mm s=0125mm/r( Y! k6 F9 l/ d
判定标准:VB=016mm: V7 ^9 f% T& [- V1 f
图1
, v. K# o6 L5 i/ \- z5 H- o微乳型切削液是一种新型的水基极压切削液,它
" l3 _: H9 H/ K9 P% F% Y" [+ [& |$ O是由矿物油加极压添加剂和表面活性剂溶于水形成的,; v. f7 R. M6 v, C5 _8 D
但其含油量远低于乳化液中油的含量,表面活性剂含2 i( j1 u, j5 G1 v; l  o: \
量高,使分散在水中油滴微粒的直径比乳化液小,渗
4 {" o* p( H' G透能力强,能有效地润滑和冷却刀切面。由于微乳化; O0 I" a! n) [  K# i1 n. N
液特有的组成,使得它兼顾了油基切削液、乳化油及
7 `- m7 I- g4 W+ T: N纯合成切削液的优点,具有优良的润滑、冷却、渗透
4 N8 e+ p& w# P+ [和防锈性能,能有效地满足不锈钢的加工要求。在不
1 p) u$ R3 {$ g锈钢等难加工材料中得到了广泛的应用,是不锈钢加5 a2 U. b; U& [( ]5 g$ l1 s# ~
工的理想切削液。+ A2 ?3 n1 m: f! R0 M% b: J8 g
图1是切削不锈钢时对应于各种切削液的刀具耐, K* u. i1 k  p. u
用度。
% b% E. f6 k3 v9 b5 x" C) N目前,国内此类型水溶性难加工切削液产品已有
: y. T1 u* z+ e" Z: }7 w8 l( A/ _许多,其中广州机械科学研究院研制并生产的BQY不( M$ E1 b9 Q  N3 B
锈钢切削液、WEP微乳化切削液都是上述类型的切削6 F# D2 y5 l. I1 M6 S* Q8 L
液的典型代表,已得到了广泛的应用,市场反应良; K2 Q& O% o) s+ N
好,并取得了较为可观的经济效益。5 X/ p4 H+ m7 B0 B
参考文献( C' ?: u0 Z( [7 h, \* X8 m  w
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