现代磨削技术5-磨削液介绍

1、现代磨削技术现代磨削技术李伯民李伯民 赵波赵波 主编主编第第 5 章章 磨磨 削削 液液 第第5章章 磨削液磨削液 5.1 磨削液的性能和效果磨削液的性能和效果 5.2 磨削液的种类和组成磨削液的种类和组成 5.3 添加剂的种类和作用添加剂的种类和作用 5.4 磨削加工的供给方法与效果磨削加工的供给方法与效果5.1.1 5.1.1 磨削液的特性磨削液的特性5.1 5.1 磨削液的性能和效果磨削液的性能和效果磨磨削削液液的的特特性性润滑特性润滑特性冷却特性冷却特性渗透与清洗特性渗透与清洗特性防锈特性防锈特性5.1.1 5.1.1 磨削液的特性磨削液的特性 1 1、润滑特性、润滑特性 润滑特性润滑

2、特性指磨削液渗入磨粒指磨削液渗入磨粒工件及磨粒工件及磨粒切屑之间形成润滑膜切屑之间形成润滑膜。润滑膜润滑膜使得界面之间摩擦减轻，防止磨粒切削刃摩擦磨耗和切使得界面之间摩擦减轻，防止磨粒切削刃摩擦磨耗和切削粘附，从而使砂轮的耐用度得以延长，其结果使砂轮维持正常削粘附，从而使砂轮的耐用度得以延长，其结果使砂轮维持正常的磨削，减小磨削力、磨削热和砂轮损耗量，防止工件的表面状的磨削，减小磨削力、磨削热和砂轮损耗量，防止工件的表面状态特别是已加工表面粗糙度恶化。态特别是已加工表面粗糙度恶化。单从润滑性而言：油基磨削液比水基磨削液优越。单从润滑性而言：油基磨削液比水基磨削液优越。2 2、冷却特性、冷却特性

3、 磨削液磨削液工件的温度下降工件的温度下降维持工件的尺寸精度维持工件的尺寸精度防止加工表面完整性恶化防止加工表面完整性恶化使磨削点处的高温磨粒产生急使磨削点处的高温磨粒产生急冷，给予热冲击的效果，以促冷，给予热冲击的效果，以促进磨粒的自锐作用进磨粒的自锐作用迅速地吸收磨削迅速地吸收磨削加工时产生的热加工时产生的热冷却作用的强弱与磨削液的比热容有关，水的比热容约为矿物冷却作用的强弱与磨削液的比热容有关，水的比热容约为矿物油的油的2 2倍，故水的冷却能力是油的倍，故水的冷却能力是油的2 2倍。倍。5.1.1 5.1.1 磨削液的特性磨削液的特性 影响磨削液的冷却特性的因素：影响磨削液的冷却特性的因

4、素：磨削液的种类；磨削液的种类；磨削液流量。磨削液流量。 一般说来，水基磨削液的冷却性比油基磨削液好，磨削液的流一般说来，水基磨削液的冷却性比油基磨削液好，磨削液的流量愈大，冷却能力越强，工件表面温升越小。量愈大，冷却能力越强，工件表面温升越小。3 3、渗透与清洗特性、渗透与清洗特性 渗透与清洗特性渗透与清洗特性是指磨削液使用时浸透到磨粒是指磨削液使用时浸透到磨粒工件、磨粒工件、磨粒切屑的界面间，助长这些界面的润滑作用，特别是冲洗掉堆积在切屑的界面间，助长这些界面的润滑作用，特别是冲洗掉堆积在气孔中的切屑和脱落的磨粒，防止砂轮被堵塞。气孔中的切屑和脱落的磨粒，防止砂轮被堵塞。对于油基磨削液一般

5、用它的粘度来反映，粘度越低，渗透性越容对于油基磨削液一般用它的粘度来反映，粘度越低，渗透性越容易，清洗切屑等的能力越强。易，清洗切屑等的能力越强。4 4、防锈特性、防锈特性 防锈特性防锈特性是指磨削液浸到工件和机床上时，应保证二者不产生是指磨削液浸到工件和机床上时，应保证二者不产生锈蚀的特性。因此在磨削液中应加入适量的防锈剂。如加入亚锈蚀的特性。因此在磨削液中应加入适量的防锈剂。如加入亚硝酸钠、苯甲酸钠、三乙醇铵、石油磺酸钡硝酸钠、苯甲酸钠、三乙醇铵、石油磺酸钡( (钠钠) )、 卜二烯基卜二烯基丁二酸或苯骈三氮陛等，就可以起防锈作用。丁二酸或苯骈三氮陛等，就可以起防锈作用。磨削液除应具街上述

6、四项主要特性外，还应具有对磨削液除应具街上述四项主要特性外，还应具有对人体无害、人体无害、无刺激性、不发臭、不发霉、易消泡、便于储存、原料来源丰无刺激性、不发臭、不发霉、易消泡、便于储存、原料来源丰富、使用方便及价格便宜等优点。富、使用方便及价格便宜等优点。油基磨削液的主要特征是润滑性，油基磨削液的主要特征是润滑性，水基磨削液的主要特征是冷却性。水基磨削液的主要特征是冷却性。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果项目项目添加添加剂情剂情况况磨削液的磨削液的3个作用个作用磨削性能磨削性能润滑润滑作用作用冷却冷却作用作用渗透渗透清洗清洗作用作用增大增大磨除磨除量量减小减小砂轮砂轮损耗损耗减

7、小减小磨削磨削力力改善改善表面表面粗糙粗糙度度保持保持尺寸尺寸精度精度防止防止表面表面状态状态恶化恶化防止防止砂轮砂轮堵塞堵塞油基油基磨削磨削液液混合混合油油无添无添加剂加剂A-BA-BD DB BB BB BB BB BB BB BB B不活不活性极性极压油压油含添含添加剂加剂A AD DB BA AA AA AA AA AA AB B活性活性极压极压油油硫系硫系极压极压添加添加剂剂A AD DB BA AA AA AA AA AA AB B水基水基磨削磨削液液乳化乳化液液B BC CC CC CC CB BB BC CB BD D可溶可溶液液B BB BB BB BB BB BB BB B

8、B BB B溶解溶解液液D DA AD DB BD DD DD DC CD DA A表表5-2 5-2 磨削液种类及可能获得的磨削效果磨削液种类及可能获得的磨削效果5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果油基磨削液由于其润滑特性，能防止磨粒切削刃的磨耗磨损，油基磨削液由于其润滑特性，能防止磨粒切削刃的磨耗磨损，可以维持较长时间的磨削。因此对于工件磨除量、砂轮损耗量、可以维持较长时间的磨削。因此对于工件磨除量、砂轮损耗量、磨削力、加工表面粗糙度、工件的表面状态磨削力、加工表面粗糙度、工件的表面状态( (烧伤、裂纹、残余应烧伤、裂纹、残余应力力) )等都有优异的效果。等都有优异的效果。对于水

9、基磨削液来说，虽然在改善磨削性能的效果上不如油基对于水基磨削液来说，虽然在改善磨削性能的效果上不如油基磨削液，但在水基磨削液中，具有一定润滑性且渗透清洗作用优磨削液，但在水基磨削液中，具有一定润滑性且渗透清洗作用优越的可溶性磨削液，仍然有比较优异的性能。越的可溶性磨削液，仍然有比较优异的性能。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果(5)(5)磨削液对磨削裂纹的影响磨削液对磨削裂纹的影响(4)(4)磨削液对磨削表面烧伤的影响磨削液对磨削表面烧伤的影响(3)(3)磨削液对残余应力的影响磨削液对残余应力的影响 (2)(2)磨削液对加工表面层显微硬度及硬化层深度的影响磨削液对加工表面层显微硬度

10、及硬化层深度的影响(1)(1)磨削液对表面粗糙度的影响磨削液对表面粗糙度的影响(1)(1)磨削液对工件磨除量、砂轮损耗量、磨削比的影响磨削液对工件磨除量、砂轮损耗量、磨削比的影响 (2) (2)磨削液对磨削力的影响磨削液对磨削力的影响1 1、磨削液对零件表面完整性的影响、磨削液对零件表面完整性的影响2 2、磨削液对砂轮磨削性能的影响、磨削液对砂轮磨削性能的影响5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果1 1、磨削液对零件表面完整性的影响、磨削液对零件表面完整性的影响 (1)(1)磨削液对表面粗糙度的影响磨削液对表面粗糙度的影响润滑性能较好的油性磨削润滑性能较好的油性磨削液的磨削效果较好，加

11、工表液的磨削效果较好，加工表面粗糙度要比水基磨削液有面粗糙度要比水基磨削液有所改善。所改善。矿水基磨削液中，乳化液矿水基磨削液中，乳化液和可溶液的效果大致相当，和可溶液的效果大致相当，可得到较小的表面粗糙度值可得到较小的表面粗糙度值。 5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果 (2)(2)磨削液对加工表面层显微硬度及硬化层深度的影响磨削液对加工表面层显微硬度及硬化层深度的影响用不同磨削液磨削的用不同磨削液磨削的零件，其表面显微硬零件，其表面显微硬度相差并不大，但硬度相差并不大，但硬化层深度却有较大不化层深度却有较大不同，获得硬化层深度同，获得硬化层深度最小的磨削液是水溶最小的磨削液是水溶

12、液，乳化液次之，干液，乳化液次之，干磨削最深。磨削最深。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果(3)(3)磨削液对残余应力的影响磨削液对残余应力的影响 磨削过程中，由于磨削热而产生的热应力占零件残余应力的主要部磨削过程中，由于磨削热而产生的热应力占零件残余应力的主要部分，所以零件表面温度是至关重要的。分，所以零件表面温度是至关重要的。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果 (4)(4)磨削液对磨削表面烧伤的影响磨削液对磨削表面烧伤的影响图给出了磨削轴承钢时不同磨削液对磨削烧伤及烧伤前工件可磨次图给出了磨削轴承钢时不同磨削液对磨削烧伤及烧伤前工件可磨次数的影响数的影响 5.1.2

13、5.1.2 磨削液的效果磨削液的效果用于磨削、水及乳化液磨削时，发生烧伤的极限深度不同，用于磨削、水及乳化液磨削时，发生烧伤的极限深度不同，干磨削产生烧伤的极限磨削深度最小，用乳化液磨削时产生烧干磨削产生烧伤的极限磨削深度最小，用乳化液磨削时产生烧伤的极限磨削深度最大，而水溶液居中。伤的极限磨削深度最大，而水溶液居中。 湿磨时的极限磨削深度几乎增大湿磨时的极限磨削深度几乎增大2 2倍。三种磨削条件下，乳倍。三种磨削条件下，乳化液的磨削效果最好。化液的磨削效果最好。 由图由图5-45-4磨削波对烧伤前可磨次数的影响可见，五种磨削液磨削波对烧伤前可磨次数的影响可见，五种磨削液中，用油基磨削液的可磨

14、次数最高，溶解液的再磨次数最小。中，用油基磨削液的可磨次数最高，溶解液的再磨次数最小。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果在磨削液中，含有硫等极压添加刑的活性磨削液显示出了最优越在磨削液中，含有硫等极压添加刑的活性磨削液显示出了最优越的效果。这主要是由于硫系极压添加剂与工件材料反应，形成了的效果。这主要是由于硫系极压添加剂与工件材料反应，形成了抗剪切强度较低的硫处铁膜，从而减轻了磨粒切削刃尖端的磨损抗剪切强度较低的硫处铁膜，从而减轻了磨粒切削刃尖端的磨损，维持了正常的磨削。，维持了正常的磨削。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果(5)(5)磨削液对磨削裂纹的影响磨削液对磨削

15、裂纹的影响 回火温度对磨削裂纹的影响显著回火温度对磨削裂纹的影响显著 当被磨工件在当被磨工件在100100以下回火以下回火时，产生裂纹的极限磨削深度时，产生裂纹的极限磨削深度为为0.005mm0.005mm左右，而当回火温度左右，而当回火温度在在300300 时，产生裂纹的极限磨时，产生裂纹的极限磨深为深为0.035mm0.035mm，因此磨削前工件，因此磨削前工件的热处理状态对磨削裂纹有至关的热处理状态对磨削裂纹有至关重要的影响。重要的影响。5.1.25.1.2 磨削液的效果磨削液的效果 2 2. . 磨削液对砂轮磨削性能的影响磨削液对砂轮磨削性能的影响 (1)(1)磨削液对工件磨除量、砂轮

16、损耗量、磨削比的影响磨削液对工件磨除量、砂轮损耗量、磨削比的影响 油基磨削液最有效，而水基磨削液效果较差。在水基磨削液间油基磨削液最有效，而水基磨削液效果较差。在水基磨削液间相互比较时：其效果可依次排为溶液、乳化液、溶解液，其中溶相互比较时：其效果可依次排为溶液、乳化液、溶解液，其中溶液的效果最显著。液的效果最显著。 (2)(2)磨削液对磨削力的影响磨削液对磨削力的影响 不同类型的磨削液对磨削力的影响规律是，润滑性能好油基磨削不同类型的磨削液对磨削力的影响规律是，润滑性能好油基磨削液的磨削力最小。在水基磨削液之间，可溶液和乳化液大致相当液的磨削力最小。在水基磨削液之间，可溶液和乳化液大致相当，

17、润滑性能差的溶解液的磨削力大。，润滑性能差的溶解液的磨削力大。5.25.2磨削液的种类和组成磨削液的种类和组成 5.2.1 5.2.1 磨削液的种类磨削液的种类 磨磨 削削 液液油油 基基 磨磨 削削 液液无机盐磨削液无机盐磨削液极压油极压油矿物油矿物油水水 基基 磨磨 削削 液液化学合成液化学合成液乳化液乳化液 5.2.1 5.2.1 磨削液的种类磨削液的种类5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削液的组成1 1、油基磨削液的组成、油基磨削液的组成 油基磨削液的基本成分是矿物油、活性剂和极压添加剂等。油基磨削液的基本成分是矿物油、活性剂和极压添加剂等。5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削

18、液的组成 （1 1）矿物油）矿物油 矿物油是非极性物质，不能在表面形成坚固的矿物油是非极性物质，不能在表面形成坚固的润滑膜，需加入极性添加剂润滑膜，需加入极性添加剂( (例如脂肪酸例如脂肪酸) )。脂肪酸能与金属表面。脂肪酸能与金属表面形成皂层，可减轻摩擦。形成皂层，可减轻摩擦。 （2 2）极压油）极压油 为了在金属表面形成牢固的润滑膜，在矿物油为了在金属表面形成牢固的润滑膜，在矿物油中加入了含硫、氯、磷等化学元素的极压添加刑，形成了极压油中加入了含硫、氯、磷等化学元素的极压添加刑，形成了极压油。常见的极压添加剂有氧化石蜡、氯化脂肪酸、硫化棉籽油、硫。常见的极压添加剂有氧化石蜡、氯化脂肪酸、硫

19、化棉籽油、硫化如论油、硫酸脂、烷基化如论油、硫酸脂、烷基硫化磷酸脂等。硫化磷酸脂等。5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削液的组成 2 2水基磨削液的组成水基磨削液的组成 (1)(1)乳化液和极压乳化液乳化液和极压乳化液 乳化液乳化液= =矿物油矿物油+ +乳化剂乳化剂+ +防锈添加剂防锈添加剂+ +水稀释水稀释 极压乳化液极压乳化液= =乳化液乳化液+ +极压添加剂（氯、硫、磷等）乳化液的极压添加剂（氯、硫、磷等）乳化液的作用：使油和水混溶成乳状的溶液，含量作用：使油和水混溶成乳状的溶液，含量1010以上。以上。 极压乳化剂的作用极压乳化剂的作用： 提高乳化液的润滑性能；提高乳化液的润滑性

20、能； 可用来磨削不锈钢、钦合金及纯铁等难磨的材料。可用来磨削不锈钢、钦合金及纯铁等难磨的材料。5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削液的组成临界乳化率：乳化液低于某一百分比时，就不会发生乳化现象临界乳化率：乳化液低于某一百分比时，就不会发生乳化现象，把这个比例叫作临界乳化率。，把这个比例叫作临界乳化率。常用的乳化剂有油酸三乙醇胺、油酸钠皂、磺酸钠聚氯乙烯脂常用的乳化剂有油酸三乙醇胺、油酸钠皂、磺酸钠聚氯乙烯脂肪醇醚和环烷酸钠等。为了使乳化剂在长期放置中不致分离成肪醇醚和环烷酸钠等。为了使乳化剂在长期放置中不致分离成水层与油层，必须在乳化液中掺入一种乳化稳定剂三乙醇胺。水层与油层，必须在乳化液

21、中掺入一种乳化稳定剂三乙醇胺。5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削液的组成 (2)(2)化学合成液化学合成液 化学合成液是以表面活性物质为主要成分，加入水稀释成半化学合成液是以表面活性物质为主要成分，加入水稀释成半透明或透明的水溶性磨削液。透明或透明的水溶性磨削液。 常用的表面活性物质：非离子表面活性剂、阴离子型表面活常用的表面活性物质：非离子表面活性剂、阴离子型表面活性剂性剂( (石油磺酸钠等石油磺酸钠等) )和皂类和皂类( (油酸皂、松香皂、硫酸化蓖麻油皂油酸皂、松香皂、硫酸化蓖麻油皂等等) )。 与乳化液相比优点：浸润性及冷却性较好，并因其透明而易于与乳化液相比优点：浸润性及冷却性较

22、好，并因其透明而易于磨削加工，是一种广泛采用且发展较快的磨削液。可加入亚硝酸磨削加工，是一种广泛采用且发展较快的磨削液。可加入亚硝酸钠，以提高防锈性能；加入极压添加剂，以提高其润滑性。化学钠，以提高防锈性能；加入极压添加剂，以提高其润滑性。化学合成液适用于高效磨削。合成液适用于高效磨削。5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削液的组成(3)(3)无机盐磨削液无机盐磨削液 无机盐磨削液是以无机盐无机盐磨削液是以无机盐( (无水碳酸钠、亚硝酸钠、磷酸三无水碳酸钠、亚硝酸钠、磷酸三钠等钠等) )为主要成分，在水中稀释后成为透明水溶液，它是一种电为主要成分，在水中稀释后成为透明水溶液，它是一种电解质的

23、水溶液。解质的水溶液。 无机盐在水中电离成带正、负电荷的离子，在砂轮与工件表无机盐在水中电离成带正、负电荷的离子，在砂轮与工件表面形成吸附层，从而起防锈及一定的润滑作用。无机盐的添加量面形成吸附层，从而起防锈及一定的润滑作用。无机盐的添加量随电解质、加工材料及磨削条件不同而不同，一般约为随电解质、加工材料及磨削条件不同而不同，一般约为0 02525一一1 1。5.2.2 5.2.2 磨削液的组成磨削液的组成 无机盐磨削液优缺点：无机盐磨削液优缺点： 优点：冷却效果好。且由于表面张力大，无机盐离子有吸附作优点：冷却效果好。且由于表面张力大，无机盐离子有吸附作用，因而不易使砂轮堵塞。用，因而不易使

24、砂轮堵塞。 缺点：导电性强，降低接线和电机的绝缘性能，剥蚀磨床涂料缺点：导电性强，降低接线和电机的绝缘性能，剥蚀磨床涂料；与润滑油混合后会降低润时效果等。；与润滑油混合后会降低润时效果等。5.35.3添加剂的种类和作用添加剂的种类和作用 磨削液中的添加剂主要是：磨削液中的添加剂主要是：极压添加剂、表面活性剂和无机极压添加剂、表面活性剂和无机盐类三种。盐类三种。5.3.15.3.1磨削液中的极压添加剂磨削液中的极压添加剂 磨削中的极压添加剂分为三类（硫、氯、磷）：磨削中的极压添加剂分为三类（硫、氯、磷）： 1 1、硫系添加剂、硫系添加剂： 磨削中引入硫元素有两种方式：磨削中引入硫元素有两种方式：

25、用元素硫直接硫化的矿物油用元素硫直接硫化的矿物油硫化磨削油。缺点：对铜及铜硫化磨削油。缺点：对铜及铜合金有腐蚀作用，加工时气味大。合金有腐蚀作用，加工时气味大。在矿物油中加入含硫的添加剂，如硫化动植物油、硫化烯烃在矿物油中加入含硫的添加剂，如硫化动植物油、硫化烯烃等制成的极压磨削油。生成硫化铁，在等制成的极压磨削油。生成硫化铁，在10001000左右仍能保持润左右仍能保持润滑性。滑性。5.3.1 5.3.1 磨削液中的极压添加剂磨削液中的极压添加剂2 2、氯系极压添加剂、氯系极压添加剂 一般使用的氯系极压添加剂是氯化石蜡和氯化脂肪酸脂。一般使用的氯系极压添加剂是氯化石蜡和氯化脂肪酸脂。氯化石蜡

26、是将低分子量的矿物油氯化而得到的物质，氯含量约氯化石蜡是将低分子量的矿物油氯化而得到的物质，氯含量约4040一一5050，多者可达，多者可达7070。因此制成含氯最高的磨削油比制。因此制成含氯最高的磨削油比制成含硫最高的磨削油容易。氯的化学性能活泼，在成含硫最高的磨削油容易。氯的化学性能活泼，在200300200300时即能与金属表面起化学反应。时即能与金属表面起化学反应。优点：优点： 氯化物的磨擦系数低于硫化物，故含氯极压添加刑具有良氯化物的磨擦系数低于硫化物，故含氯极压添加刑具有良好的润滑性能。好的润滑性能。 含氯极压添加剂的磨削液约可耐含氯极压添加剂的磨削液约可耐600600左右的高温，

27、特别适左右的高温，特别适合于切削合金钢、高强度钢、铝以及其他难加工材料。合于切削合金钢、高强度钢、铝以及其他难加工材料。5.3.1 5.3.1 磨削液中的极压添加剂磨削液中的极压添加剂缺点：缺点：由于氯系添加剂有时在高温下脱氯，与钢产生腐蚀作用由于氯系添加剂有时在高温下脱氯，与钢产生腐蚀作用使工件表面生锈。使工件表面生锈。解决办法解决办法：在含氯量多的切削油中少量加入：在含氯量多的切削油中少量加入游离盐酸中和剂和油溶性防锈添加剂。游离盐酸中和剂和油溶性防锈添加剂。3 3、磷系添加剂、磷系添加剂 常用有机磷酸脂或硫化磷酸锌。常用有机磷酸脂或硫化磷酸锌。 其特点如下：其特点如下： 在防止腐蚀方面，

28、被广泛使用于一般润滑油中。在防止腐蚀方面，被广泛使用于一般润滑油中。 有中等极压性能，与钢铁接触时被吸附，并起化学反应，有中等极压性能，与钢铁接触时被吸附，并起化学反应，生成磷酸铁化学润滑膜、降低摩擦，减少磨损的效果比含硫、生成磷酸铁化学润滑膜、降低摩擦，减少磨损的效果比含硫、氯的极压添加剂更为优良。氯的极压添加剂更为优良。 应用于非铁金属也少有生成污斑。应用于非铁金属也少有生成污斑。 有防止氧化的效果有防止氧化的效果作为防氧化添加剂使用。作为防氧化添加剂使用。 在切削液中作为极压添加剂，由于其抑制积屑瘤的效果不明在切削液中作为极压添加剂，由于其抑制积屑瘤的效果不明显，故未受到像氯、硫系添加剂

29、那样程度的重视。显，故未受到像氯、硫系添加剂那样程度的重视。为了得到效果较好的磨削液，往往在一种磨削液中加入上述的为了得到效果较好的磨削液，往往在一种磨削液中加入上述的两种或三种添加剂复合使用，以便磨削液迅速地进入高温切削两种或三种添加剂复合使用，以便磨削液迅速地进入高温切削区，形成较好的化学润滑膜，使之在磨削过程中收到显著的效区，形成较好的化学润滑膜，使之在磨削过程中收到显著的效果。果。5.3.2 5.3.2 表面活性添加剂表面活性添加剂 在水溶性磨削液中在水溶性磨削液中乳化剂、湿润剂和洗涤剂。乳化剂、湿润剂和洗涤剂。在乳化液中可使用阴离子表面活性剂或非离子型表面活性剂，在乳化液中可使用阴离

30、子表面活性剂或非离子型表面活性剂，其主要目的是乳化基础油。其主要目的是乳化基础油。在无机盐磨削液及化学合成液中，主要是降低水的表面张力，在无机盐磨削液及化学合成液中，主要是降低水的表面张力，提高润滑性能。提高润滑性能。 表面活性剂缺点：易使磨削液老化、防腐性降低、发泡等。表面活性剂缺点：易使磨削液老化、防腐性降低、发泡等。5.3.2 5.3.2 表面活性添加剂表面活性添加剂表面活性剂的物质是分子结构表面活性剂的物质是分子结构CHCH呈长链状排列的有机化合物，这呈长链状排列的有机化合物，这种有机化合物容易与其他分子吸引结合。表面活性剂的分子由水种有机化合物容易与其他分子吸引结合。表面活性剂的分子

31、由水溶端溶端( (活性端活性端) )及非水溶端及非水溶端(CH(CH链末端链末端) )组成。对于分子整体而言，组成。对于分子整体而言，水溶性或非水溶性取决于水溶性或非水溶性取决于CHCH链的长短及水溶端的性质。链的长短及水溶端的性质。CHCH链愈长链愈长，则非水溶性愈强。水溶端的水溶性按，则非水溶性愈强。水溶端的水溶性按OH(OH(基基) )、 COOH( COOH(羧羧基基) )、 NH NH ( (胺基胺基) )的顺序渐增。的顺序渐增。 1.1.乳化剂的功能乳化剂的功能主要是使油的颗粒在水中分散而乳化。主要是使油的颗粒在水中分散而乳化。5.3.2 5.3.2 表面活性添加剂表面活性添加剂乳

32、化分为两种形式：乳化分为两种形式： 水包油型，用水包油型，用O/WO/W表示，以冷却为主的磨削液。表示，以冷却为主的磨削液。 油包水型，用油包水型，用W/OW/O表示，润滑性较好的不燃性磨削液。表示，润滑性较好的不燃性磨削液。5.3.2 5.3.2 表面活性添加剂表面活性添加剂2 2、湿润剂功能：、湿润剂功能： 使磨削液密集分布于金属表面上。根使磨削液密集分布于金属表面上。根据湿润剂的分子结构，其水溶端吸附于金属表面上，非据湿润剂的分子结构，其水溶端吸附于金属表面上，非水涪端捕捉液体分子，其结果使液体密布于金属表面层水涪端捕捉液体分子，其结果使液体密布于金属表面层上。在磨削液中添加微量湿润剂就

33、非常有效，一般约为上。在磨削液中添加微量湿润剂就非常有效，一般约为0.10.1左右。左右。3 3、洗涤剂的功能、洗涤剂的功能主要用来增强磨削液的清洗能力。洗涤剂的非水溶端吸主要用来增强磨削液的清洗能力。洗涤剂的非水溶端吸附着黄油及尘埃等，水溶端和水分子结合，构成洗涤状附着黄油及尘埃等，水溶端和水分子结合，构成洗涤状态，使清洗能力增强。态，使清洗能力增强。5.3.3 5.3.3 无机盐类无机盐类在磨削过程中，亚硝酸在磨削过程中，亚硝酸钠钠、铬酸、铬酸钠钠等无机盐类靠离子吸附作用吸等无机盐类靠离子吸附作用吸附到工件和砂轮的表面上，从而防止砂轮堵塞与粘附。附到工件和砂轮的表面上，从而防止砂轮堵塞与粘

34、附。工件工件砂轮砂轮5.3.4 5.3.4 磨削液中的添加剂对磨削效果的影晌磨削液中的添加剂对磨削效果的影晌图图5-105-10给出了水基磨削液中极压添给出了水基磨削液中极压添加剂对磨削比、表面粗糙度和磨削加剂对磨削比、表面粗糙度和磨削力的关系。力的关系。由图可知：在水基磨削液中，极压由图可知：在水基磨削液中，极压添加剂类系对磨削效果有显著影响添加剂类系对磨削效果有显著影响，特别是硫系添加剂不仅可以降低，特别是硫系添加剂不仅可以降低磨削力和磨削比，而且可获得较好磨削力和磨削比，而且可获得较好的表面粗糙度。的表面粗糙度。5.3.4 5.3.4 磨削液中的添加剂对磨削效果的影晌磨削液中的添加剂对磨

35、削效果的影晌图给出了极压添加剂的浓度与磨图给出了极压添加剂的浓度与磨削比的关系。削比的关系。由图可知，硫系和氯系添加剂在由图可知，硫系和氯系添加剂在乳化液中含量相同时，硫系的磨乳化液中含量相同时，硫系的磨削比高于氯系，且随着浓度的增削比高于氯系，且随着浓度的增加，硫系的磨削比比氯系增大的加，硫系的磨削比比氯系增大的要快。要快。乳化液中硫系极压添加剂比氯系乳化液中硫系极压添加剂比氯系有较好的磨削效果。有较好的磨削效果。5.3.4 5.3.4 磨削液中的添加剂对磨削效果的影晌磨削液中的添加剂对磨削效果的影晌图图5-125-12所示为表面活性剂浓度对金属切除体积、砂轮损耗体积及所示为表面活性剂浓度对

36、金属切除体积、砂轮损耗体积及磨削比的关系。磨削比的关系。由图可知，表面活性剂浓度增大时，磨削的润滑性能变好，砂轮由图可知，表面活性剂浓度增大时，磨削的润滑性能变好，砂轮的磨粒破碎减少使磨损量减少，磨削比提高；同时，切入压力愈的磨粒破碎减少使磨损量减少，磨削比提高；同时，切入压力愈大，则达到最大金属切除量的表面活性剂浓度应愈高。大，则达到最大金属切除量的表面活性剂浓度应愈高。5.45.4磨削液的供给方法与效果磨削液的供给方法与效果在磨削加工中，由于高速回转的砂轮周围产生的气流，砂轮在磨削加工中，由于高速回转的砂轮周围产生的气流，砂轮内部喷射出的气流以及砂轮回转的离心力等原因，使得磨削内部喷射出的

37、气流以及砂轮回转的离心力等原因，使得磨削液进入磨削区十分困难。实际达到磨削区的液体很少，大部液进入磨削区十分困难。实际达到磨削区的液体很少，大部分只在磨削区的外围。分只在磨削区的外围。磨削液的供液方法分五种：普通供液法；喷射供液法；磨削液的供液方法分五种：普通供液法；喷射供液法；穿流供液法；穿流供液法； 喷雾供液法；浸渍砂轮供液法。喷雾供液法；浸渍砂轮供液法。普通供液法穿流普通供液法穿流普通供液法普通供液法( (又称浇注法又称浇注法) ) 就是利用齿就是利用齿轮泵或低压泵轮泵或低压泵(0.1-0.2MPa)(0.1-0.2MPa)等通过喷等通过喷嘴向磨削区供给磨削液的方法。嘴向磨削区供给磨削液

38、的方法。 优缺点：喷嘴的尺寸、位置可以自由优缺点：喷嘴的尺寸、位置可以自由变更，供液装置比较廉价，故广泛使变更，供液装置比较廉价，故广泛使用，但磨削液向磨削区的渗入差。用，但磨削液向磨削区的渗入差。喷射供液法喷射供液法：是用管径非常小的喷嘴，用：是用管径非常小的喷嘴，用1MPa1MPa以上以上的高压液压的高压液压力供液，使得向磨削区的供液尽可能容易的一种方法。力供液，使得向磨削区的供液尽可能容易的一种方法。优缺点：优缺点： 与普通供液相比较，其砂轮的耐用度几乎可以延长到与普通供液相比较，其砂轮的耐用度几乎可以延长到大约大约3 3倍。喷射供液由于磨削时的冷却效果显著，致使磨削区温倍。喷射供液由于

39、磨削时的冷却效果显著，致使磨削区温度下降。度下降。 穿流供液法：穿流供液法：又称砂轮内冷却法。是利用砂轮自身的多孔性又称砂轮内冷却法。是利用砂轮自身的多孔性，从砂轮的中心供给磨削液，由于砂轮旧转离心力的作用使磨削，从砂轮的中心供给磨削液，由于砂轮旧转离心力的作用使磨削液在砂轮工作时从其外周喷出直线进入磨削区的一种供液方法。液在砂轮工作时从其外周喷出直线进入磨削区的一种供液方法。优缺点：优缺点： 与普通供液与普通供液相比较，穿流供液显示出相比较，穿流供液显示出比普通供液更优异的效果。比普通供液更优异的效果。适于磨削耐热钢、耐热适于磨削耐热钢、耐热合金材料以及磨削内圆和合金材料以及磨削内圆和重磨削。重磨削。与喷射供液一样，考虑解决雾状的气氛，增设防护装置和措施以与喷射供液一样，考虑解决雾状的气氛，增设防护装置和措施以防止污染环境。防止污染环境。 喷雾冷却法：喷雾冷却法：利用压缩空气使磨削液细化成雾状，随着高温利用压缩空气使磨削液细化成雾状，随着高温气流注射到磨削区。由于这些细小液滴在磨削区高温作用下会气流注射到磨削区。由于这些细小液滴在磨削区高温作用下会很快气化，因而吸收大量磨削热，提高了冷却性能和效果。为很快气化，因而吸