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如何正確選擇合適的金屬切削液來(lái)提高加工效率?
發(fā)布時(shí)間:2021-08-16 | 信息來(lái)源:東莞市強(qiáng)鷹石化有限公司 | 點(diǎn)擊量:341在金屬切削過(guò)程中,為提高切削效率、工件精度和降低工件表面粗糙度,延長(zhǎng)刀具使用壽命,達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效果,就必須減少刀具與工件、刀具與切屑之間磨擦,及時(shí)帶走切削區(qū)內(nèi)因材料變形而產(chǎn)生的熱量。
要達(dá)到這些目的,一方面是通過(guò)開(kāi)發(fā)高硬度耐高溫的刀具材料和改進(jìn)刀具的幾何形狀,而另一方面采用性能優(yōu)良的切(磨)削液往往可以明顯提高切削效率,降低工件表面粗糙度,延長(zhǎng)刀具使用壽命,取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械加工中切削液的主要功能是潤(rùn)滑和冷卻作用,加入特殊添加劑后還可起到清洗和防銹的作用,用于保護(hù)機(jī)床,刀具及工件等物件不被腐蝕。
我們?cè)跈C(jī)械加工中,常用的切削液有:水溶液、普通乳化液、極壓乳化液、礦物油、植物油、動(dòng)物油、極壓切削油等。其中,水溶液的冷卻效果比較好,極壓切削液的潤(rùn)滑效果比較好。由于切削液的種類很多,性能差異較大,因此在加工中怎樣選擇合適的切削液一直是一項(xiàng)比較難以抉擇的事。下面東莞鋁合金切削液廠家強(qiáng)鷹石化的小編主要從工件材料,刀具材料,加工工藝特點(diǎn)及性質(zhì)等方面談?wù)勗趺春侠磉x用切削液。
一、根據(jù)工件材料選用
在難切削材料中,有的硬度高達(dá)65~70HRC,抗拉強(qiáng)度比45號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度高三倍左右,造成切削力比切削45號(hào)鋼高200%~250%;有的材料高溫硬度和強(qiáng)度高,有的材料加工硬化的程度比基體高50%~200%,硬化深度達(dá)0.1~0.3mm,造成切削的困難;有的材料化學(xué)活性大,在切削中和刀具材料產(chǎn)生親和作用,造成刀具產(chǎn)生嚴(yán)重的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損;有的材料彈性模量極小和彈性恢復(fù)大及延伸率很大,更難于切削。因此,在切削各種難切削材料時(shí),要根據(jù)所切材料各自的性能與切削特點(diǎn)與加工階段,選擇相宜的切削液,以改善難切削材料的切削加工性,而達(dá)到加工的目的。
一般而言:加工鑄鐵,鑄鋁等脆性金屬,為避免切屑堵塞冷卻系統(tǒng)或粘附在機(jī)床上難以清除,一般不用切削液。但精加工時(shí)為了提高表面質(zhì)量,可用潤(rùn)滑好,黏度小的煤油或7%~10%的乳化液。
加工一般鋼件,粗加工選用乳化液,精加工選用硫化乳化液。
加工有色金屬或銅合金,不宜用含硫切削液,以免腐蝕工件??蛇x用一般乳化液或切削油。
加工鎂合金時(shí),不能用切削液,否則會(huì)燃燒起火。
加工難切削工件,如不銹鋼,耐熱鋼及含有鉻,鎳,鉬,錳,鈦,鈮,鎢等元素的材料時(shí),因所含硬質(zhì)點(diǎn)多,機(jī)械擦傷作用大,導(dǎo)熱系數(shù)低,切削熱不易散出,往往難以切削。應(yīng)選用10%~15%的極壓切削油或極壓乳化液。
二、根據(jù)刀具材料選用
工具鋼刀具:其耐熱溫度約在200~300℃之間,只能適用于一般材料的切削,在高溫下會(huì)失去硬度。由于這種刀具耐熱性差,要求冷卻液的冷卻效果要好,一般采用乳化液為宜。
高速鋼:這種材料是以鉻、鎳、鎢、鉬、釩(有的還含鋁)為基礎(chǔ)的高級(jí)合金鋼,它們的耐熱明顯比工具鋼高,允許的最高溫度可達(dá)600℃。使用高速鋼刀具進(jìn)行低速和中速切削時(shí),建議采用油基切削液或乳化液。在高速切削時(shí),由于發(fā)熱量大,以采用水基切削液為宜。若使用油基切削液會(huì)產(chǎn)生較多的煙霧,污染環(huán)境,而且容易造成工件燒傷,加工質(zhì)量下降,刀具磨損增大。
硬質(zhì)合金刀具:用于切削刀具的硬質(zhì)合金是由碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)和5%~10%的鈷組成,它的硬度大大超過(guò)高速鋼,最高允許工作溫度可達(dá)1000℃,具有優(yōu)良的耐熱性能,在加工鋼鐵材料時(shí),可減少切屑間的粘結(jié)現(xiàn)象。在選用切削時(shí),要考慮硬質(zhì)合金對(duì)驟熱的敏感性,盡可能使用刀具均勻受熱,否則會(huì)導(dǎo)致崩刃。在選用切削液時(shí)一般油基切削液的熱傳導(dǎo)性能較差,使刀具產(chǎn)生驟冷的危險(xiǎn)性比水基切削液小,所以一般選用含有抗磨添加劑的油基切削液為宜。在使用冷卻液進(jìn)行切削時(shí),要注意均勻冷卻刀具,在開(kāi)始切削之前,最好預(yù)先用切削液冷卻刀具。對(duì)于高速切削,要用大流量切削液噴淋切削區(qū),以免造成刀具受熱不均勻產(chǎn)生崩刃,亦可減少由于溫度過(guò)高產(chǎn)生蒸發(fā)形成和煙污染。
陶瓷刀具:采用氧化鋁(Al2O3)、金屬和碳在高溫下燒結(jié)而成,這種材料的高溫耐磨性比硬質(zhì)合金要好,一般采用干切削,但考慮到均勻的冷卻和避免溫度過(guò)高,也常用水基切削液。
金剛石刀具:具有極高的硬度,一般采用干切削。為避免溫度過(guò)高,也象陶瓷材料一樣,許多情況下采用水基切削液。
三、根據(jù)加工工藝特點(diǎn)及性質(zhì)選用
粗加工:由于加工余量及切削量較大,因此在切削過(guò)程中產(chǎn)生大量切削熱,易使刀具快速磨損,所以需選擇冷卻功能為主的乳化液或合成切削液。
高速鋼刀具加工碳素鋼時(shí),應(yīng)選用3%~5%的乳化液,也可選用合成切削液。高速鋼刀具加工鋁合金,銅合金時(shí),選用5%~7%的乳化液。加工鑄鐵鑄鋁,一般不用切削液。另外還需考慮切削速度,一般而言在低切削速度(小于5m/min)時(shí),如滾齒機(jī)的滾齒,插齒,刨床的拉削時(shí),刀具主要是機(jī)械磨損,要求切削液有良好的潤(rùn)滑性,宜選用切削油來(lái)輔助加工。在較高切削速度(大于10m/min)時(shí),刀具主要是熱磨損和電化腐蝕磨損,則要求切削液有良好的冷卻性,宜用離子型切削液。
精加工:為減少切屑,工件刀具間的摩擦,保證工件表面,粗糙度和工件精度,切削液應(yīng)具有良好的滲透性,潤(rùn)滑性和一定的冷卻性。一般選用潤(rùn)滑性能較好的極壓切削油或高濃度極壓乳化液。高速鋼或硬質(zhì)合金刀具精加工碳鋼時(shí),選用10%~15%的乳化液,或10%~20%的極壓乳化液。精加工銅或鋁合金時(shí),為了得到較高精度和表面質(zhì)量,可用10%~20%的乳化液或煤油。在低切削速度時(shí),為使切削液很快的滲透到切削區(qū)域,減少刀具與工件摩擦和粘結(jié),控制積屑瘤形成,降低表面粗糙度,提高刀具耐用度,保證加工精度,宜用10%~15%的極壓乳化液。中等切削速度時(shí),刀具既有機(jī)械磨損又有熱磨損和電化腐蝕磨損宜用8%~10%乳化液或離子型切削液。
半封閉加工:在鉆孔,絞孔和深孔加工中,刀具往往處于半封閉狀態(tài)下工作,排屑,散熱條件比較差,加工中產(chǎn)生大量切削熱不能及時(shí)傳出,易造成刀具灼燒,嚴(yán)重破壞工件表面粗糙度,尤其是切削某些硬度高,強(qiáng)度大,韌性大和冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重的特殊材料時(shí),問(wèn)題更突出,不僅會(huì)使刀具磨損嚴(yán)重,容易退火,而且容易拉毛已加工表面。為此需用黏度較小的極壓乳化油或極壓乳化液,并加大切削液的壓力和流量,故可以一邊冷卻,潤(rùn)滑,另一邊將切屑沖刷出來(lái)。
四、根據(jù)機(jī)床的類型選用
在選用切削液時(shí),必須考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)裝置是否適應(yīng)。有些機(jī)床,如多軸自動(dòng)車床,齒輪加工機(jī)床,設(shè)計(jì)時(shí)就已考慮使用油基切削液,所以沒(méi)有采用特殊的軸承蓋的特殊的裝置來(lái)保護(hù)機(jī)床內(nèi)部機(jī)構(gòu)免受外界水、汽的侵襲,并且這類機(jī)床大都靠油基切削液來(lái)潤(rùn)滑接近切削區(qū)域的運(yùn)動(dòng)部件,因而必須使用油基切削液。如果使用水基切削液水溶性會(huì)滲透到軸承和機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu),使這些零部件脫油產(chǎn)生腐蝕加速磨損。水基切削液滲入液壓系統(tǒng)會(huì)使液壓油乳化變成油包水或水包油的乳化液,使粘度增大或大幅度下降,改變了液壓油的性質(zhì),影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此,對(duì)于那些原用油基切削液的機(jī)床,要轉(zhuǎn)用水基切削液時(shí)必須慎重,必要時(shí)要作適當(dāng)?shù)母难b,否則會(huì)導(dǎo)致機(jī)床損壞。
以上所述是機(jī)械加工中切削液選擇的一些基本方法,但是,機(jī)械加工種類繁多,加工要求和方法千變?nèi)f化,同時(shí)還需考慮加工成本,因此在實(shí)際選用中還需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)分析,選擇出較合適的切削液來(lái)提高加工效率和經(jīng)濟(jì)效益。歡迎來(lái)電咨詢強(qiáng)鷹石化陳先生:13809639186,為您制定適合您的加工用油方案。
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