切削液的正确选用-

1、切削液的正确选用正确的选用切削液,可以提高金属切削的生产率,保证被加工材料的加工精度。每种切削液都有各自的优缺点,各有各的用途。因此在加工不同的金属材料时需要选用不同的切削液,这样才能使切削液和刀具有效地结合到金属切削加工中。今天,金属切削行业已进入了系统解决方案的年代。过去那种镶嵌法选用的工艺现已被简化,如果还不能称为“科学”的话,至少可称为“技术”。各种等级的刀具、涂层及断屑装置等因素都应结合在一起统筹考虑和设计,使其适应更大的应用范围和工件材料,更有效地进行加工。然而有时候,金属切削加工中有一个问题往往容易忽略,那就是如何适当地选用切削液。将今天的系统方法应用于金属切削加工,需要正确地使

2、用合适于金属加工的切削液,这与其它因素一样,已成为解决方案中的同样重要部分。实际上,现在至少有一家公司正在将切削液和刀具有效地结合到金属切削系统之中。当你选用以后的切削液时,应考虑到以下一些因素:四个关键问题在选用切削液时,有四大关键问题需要考虑,这些问题是:1. 你在切削加工中加工的是什么材料?2. 在你使用的切削液中含有哪些化学成分?3. 你现在使用的是什么切削液?4. 有哪些切削液可供你选用?5. 你喜欢哪种切削液?6.你在切削加工的是什么材料?第一个问题是:你在切削加工中加工的是什么材料?回答这个问题往往是最困难的,因为在正常的情况下,大多数车间内所加工的工件材料是各种各样的。如果答案

3、毫不含糊的说是“铝”或“不锈钢”或“铸铁”,切削液的选用就可能相当简单和直截了当。可惜在大批量生产的工厂,这样的情况极少。如果所切削加工的绝大部分零件为铝或有色金属,那末切削加工时就必须采用非污染型切削液。一般来说,所使用的切削液为加有特殊成分的半合成液体,可防止有色金属工件的双金属腐蚀和污染。如果有色金属占绝大部分,选用通用的半合成或混合切削液比较经济。第二个问题是:在你的切削液中含有哪些化学成分?这个问题可能涉及到切削液使用的成败原因。很少有工厂会花费必要的资金,去投资安装采用等离子技术或逆向渗透技术的有效水净化系统。可惜在重新配制切削液的过程中,所使用水中的化学成分对切削液的性能和油箱的

4、使用寿命会产生相当大的差别。大部分切削液生产厂将会做一些必要的用水试验,以确定溶解于水中的矿物质含量,并根据试验结果来推荐使用切削液。第三个问题是:你现在使用的是什么切削液?解答这一问题有助于缩小选用切削液的范围。结合目前使用的切削液优缺点进行客观的分析,就能很快地对这一问题做出答复,使你在相对较少的、具有竞争性的各种替代切削液中选用,以满足你的切削要求。今天所使用的多数切削液都是以前所沿用下来的。如果一家公司永远不思进取的话,他们最终必将会被其竞争对手所取代,这是今天市场的严酷现实。第四个问题是:有哪些切削液可供你选用?这个问题关系到一种切削液的最终选择。根据化学特性,切削液一般可分为4大类

5、型,它们分别是:* 可溶解的油类-照字面解释,这种油可在水中溶合扩散;* 合成液-一种完全不含油的人造可溶性冷却液;* 半合成液-一种含有30 %矿物油的天然和合成润滑剂混合液;* 混合液-含有约15 %矿物油的特种半合成切削液。每种切削液都有各自的优缺点,因此各有各的用途。此外,在某些特殊的应用领域,各类切削液之间都提供有性/价比。例如,对某一特定的使用领域,也许混合液和半合成液都很适用,而使用混合液也许初期费用较高,但可提高油箱使用寿命;相反,一些半合成液可循环使用,或排放量少,比较经济,但油箱的使用寿命不那么长。在这种情况下,最终的决策取决于使用这种切削液车间的具体经济效益以及业主的个人

6、喜好。可溶性油类可溶性油类是指那些加入乳化剂以后能够溶合扩散在水中的油类。这种切削液一般适合于各种有色金属、碳钢、铸钢等的中等和重型切削加工和磨削加工以及其他的应用领域,例如同时出现铝和钢等不同金属的应用场合。它们也适用于车削、钻削、攻丝、铰孔、切齿、拉削、内圆磨削和无心外圆磨削。可溶性油类对铝材和铜材具有优良的防腐蚀控制功能;良好的防腐臭控制功能,可延长切削液的使用寿命和提高无故障工作性能;其良好的浓缩性能和混合稳定性,通过微量的搅拌,可以很理想的使其与水混合。例如Valenite公司的VNT(r-650就是一种适合于重型切削加工的可溶性油类。合成液合成液是一种完全无油的溶液,由聚合体、有机

7、和无机材料与水混合配制而成。这类透明、低泡沫和生物性稳定的冷却液对有色金属、碳钢或铸铁的机加工和磨削加工十分理想。它们的复合润滑剂使这种合成液特别适合于难以加工的材料,例如不锈钢和高温合金。某些合成液专门适用于因侧面造成磨损的初期故障状态。有些合成液虽然有许多优点,但可能会引起有色金属的污染。半合成液半合成液由油类、合成乳化剂及水混合配制而成。它们的开发主要用于航空、核电及有关工业。因此,对于各种有色金属,如钛、铝、紫铜、黄铜、青铜和不锈钢的机加工和磨削加工,它们的工作性能都非常好。半合成液也适用于黑色金属的加工。它们不含氯,因此降低了双金属腐蚀和对金属的污染。使用时,根据不同严格程度的操作要

8、求,采用5%8 %的水稀释液。混合液混合液是专为满足用户的特殊要求和解决特殊的问题而配制的切削液。例如Valenite 公司的VNT(r-800切削液是专为铸铁的机加工和磨削加工而开发的,使用这种切削液的工作环境非常干净,其在硬水中的性能比较稳定,可以很好地排斥废油,从而提高了它的生物化学特性。在机加工和磨削加工中,混合液的工作性能特别优秀,适合于对各种金属的加工。使用时,应根据不同的水质情况,混合配制成5%7 %的水稀释液。最后一个问题是:你喜欢哪一种切削液?一般在有几种切削液供你选用的情况下,才会提出这一问题。在这种情况下,还是会涉及到目前你所使用的是哪一种切削液,关键是应客观地检查一下你

9、的喜好,特别要分清这种喜好背后的真正原因。如果你说不出为什么喜欢某种切削液而不喜欢另一种切削液的特别原因,最好还是听从专业人员对你要求的分析,采纳他们的建议。今天,选用正确的切削液要比从前容易的多,因为可接受的、能提高金属切削生产率的系统解决方法在不断增加。像今天能够很容易地正确选用镶刀片和断屑装置那样,对于切削液来说,可以同样容易地选用全套解决方案的日子也不远了。答案已经提供了,其结果将由你选用正确切削液所花的时间来证实。刀具材料对切削液选用的影响刀具钢刀具:其耐热温度约在200-300之间,只能适用于一般材料的切削,在高温下会失去硬度。由于这种刀具耐热性能差,要求冷却液的冷却效果要好,一般

10、采用乳化液为宜。·高速钢刀具:这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒(有的还含有铝为基础的高级合金钢,它们的耐热性明显地比工具钢高,允许的最高温度可达600。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比,高速钢有一系列优点,特别是它有较高的坚韧,适合于几何形状复杂的工件和连续的切削加工,而且高速钢具有良好的可加工性和价格上容易被接受。使用高速钢刀具进行低速和中速切削上,建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时,由于发热量大,以采用水基切削液为宜。若使用油基切削液会产生较多油雾,污染环境,而且容易造成工件烧伤,加工质量下降,刀具磨损增大。·硬质合金刀具:用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨(WC、碳

11、化钛(TiC、碳化钽(TaC和5-10%的钴组成,它的硬度大大超过高速钢,最高允许工作温度可达1000,具有优良的耐磨性能,在加工钢铁材料时,可减少切屑间的粘结现象。在选用切削液时,要考虑硬质合金对骤热的敏感性,尽可能使刀具均匀受热,否则会导致崩刃。在加工一般的材料时,经常采用干切削,但在干切削时,工件温升较高,使工件易产生热变形,影响工件加工精度,而且在没有润滑剂的条件下进行切削,由于切削阻力大,使功率消耗增大,刀具的磨损也加快。硬质合金刀具价格较贵,所以从经济方面考虑,干切削也是不合算的。在选用切削液时,一般油基切削液的热传导性能较差,使刀具产生骤冷的危险性要比水基切削液小,所以一般选用含

12、有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在使用冷却液进行切削时,要注意均匀地冷却刀具,在开始切削之前,最好预先用切削液冷却刀具。对于高速切削,要用大流量切削液喷淋切削区,以免造成刀具受热不均匀而产生崩刃,亦可减少由于温度过高产生蒸发而形成的油烟污染。·陶瓷刀具:采用氧化铝、金属和碳化物在高温下烧结而成,这种材料的高温耐磨性比硬质合金还要好,一般采用干切削,但考虑到均匀的冷却和避免温度过高,也常使用水基切削液。·金刚石刀具:具有极高的硬度,一般使用于切削。为避免温度过高,也象陶瓷材料一样,许多情况下采用水基切削液。切削液及其选用一、前言合理选用冷却润滑液,可以有效地减小切削过程中的摩擦

13、,改善散热条件,而降低切削力,切削温度和刀具磨损,提高刀具耐用度,切削效率和已加工表面质量及降低产品的加工成本。随着科学技术和机械加工工业的不断发展,特别足大量的难切削材料的应用和对产品零件加工质量要求越来越高,这就给切削加工带来了难题。为了使这些难题获得解决,除合理选择别的切削条件外,合理选择切削液也尤为重要。二.切削的分类1.水溶液:其主要成分是水。由于水的导热系数是油的导热系数三倍,所以它的冷却性能好。在其中加入一定量的防锈和汕性添加剂,还能起到一定的防锈和润滑作用。2.乳化液:(1普通乳化液:它是由防锈剂,乳化剂和矿物油配制而成。清洗和冷却性能好,兼有防锈和润滑性能。(2防锈乳化液:在

14、普通乳化液中,加入大量的防锈剂,其作用同上,用于防锈要求严格的工序和气候潮湿的地区。(3极压乳化液:在乳化液中,添加含硫,磷,氯的极压添加剂,能在切削时的高温,高压下形成吸附膜,起润滑作用。3.切削油:(1矿物油:有5#、7#、10#、20#、30#机械油和柴油,煤油等,适用于一般润滑。(2动,植油及复合油:有豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油、猪油等。复合油是将动、植、矿三种油混合而成。它具有良好地边界润滑。(3极压切削油:它是以矿物油为基础,加入油性,极压添加剂和防锈剂而成。具有动,植物油良好地润滑性能和极压润滑性能。三.切削液的作用1.冷却作用:它可以降低切削温度,提高刀具耐用度和减小工件热变

15、形,保证加工质量。一般的情况下,可降低切削温度50150。2.润滑作用:可以减小切屑与前刀面,工件与刀具后刀面的摩擦,以降低切削力,切削热和限制积屑瘤和鳞刺的产生。一般的切削油在200左右就失去润滑能力。如加入极压添加剂,就可以在高温(6001000、高压(14701960MPa条件下起润滑作用。这种润滑叫做极压润滑。3.清洗作用:可以将粘附在工件,刀具和机床上的切屑粉末,在一定压力的切削液作用下冲洗干净。4.防锈作用:防止机床、工件、刀具受周围介质(水分、空气、手汗的腐蚀。四.冷却润滑液中的添加剂1.油性添加剂:动植物油、脂肪酸及其皂、脂肪醇及多元醇、酯类、酮类、胺类等化合物。2.极压添加剂

16、:含硫、磷、氯等有机化合物。如氯化石腊、四氯化碳、硫化磷酸盐、二烷基二硫代磷酸锌等。含硫的极压切削油在切削过程中和金属起化学反应,生成硫化铁,它的熔点高(1193,硫化膜在高温下不被破坏,在切削钢件时,能在1000左右的高温下,仍保持润滑性能;含氯的极压添加剂,如氯化石腊(含氯量为4050%,它的化学性能活泼,在200300时和金属起化学反应,氯化物的摩擦系数低于硫化物,有良好地润滑性能,可耐600的高温;含磷极压添加剂,与钢铁接触即被吸附,生成磷酸铁化学润滑膜,降低摩擦,比硫氯的效果更为良好。如三种复合使用,润滑效果更为显著。3.防锈添加剂:(1水溶性防锈添加剂:亚硝酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二

17、钠、苯甲酸钠、苯甲酸胺、三乙醇胺等。(2油溶性防锈添加剂:石油磺酸钡、石油磺酸钠、环烷酸锌、三壬基萘磺酸钡等。4.防霉添加剂:苯粉、五氯粉、硫柳汞等化合物。加入万分之几的防霉添加剂,可杀死细菌和抑制细菌生长,以防切削液变质发臭。5.抗泡沫添加剂:二甲基硅油。以防止切削液的使用效果。6.助溶添加剂:乙醇、丁乙醇、苯二甲酸脂、乙二醇醚等。7.乳化剂:(1阴离子型:石油磺酸钠、油酸钠皂、松香酸钠皂、高炭酸钠皂、磺化蓖麻油、油酸、三乙醇胺。(2非离子型:聚氧乙烯脂肪醇醚(平平加、聚氧乙烯烷基酚醚(0P、山梨糖醇油酸酯(司本、聚氧乙烯山梨糖醇油酸酯(吐温。8.乳化稳定剂:乙二醇、乙醇、正丁醇、二乙二醇单

18、正丁基醚、二甘醇、高碳醇、苯乙醇胺、三乙醇胺等。五.常用冷却润滑液的配方1.切削油:(1矿物油:5#、7#、10#、20#、30#机械油和轻柴油、煤油。机械油的号数越大,粘度越大。(2植物油:豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油等。(3复合油:煤油50%+机械油50%;豆油50%+5。高速机油50%。(4极压切削油:氯化石腊20%+二烷基二硫代磷酸锌1%+高速机油79%。氯化石腊40%+二烷基二硫代磷酸锌1%+石油磺酸钙1%+苯骈三氮唑0.2%+乙醇0.560.8%+5#高速机油余量。硫化棉子油7%+5#高速机械油93%。氯化石腊20%+5#高速机械油80%。2.乳化液:(1普通乳化液:35%乳化油(

19、70%+5#机械油+22%脂肪酸及其皂+0.5%松香酸钠皂+ 4.5%乙醇+3%石油磺酸钠加水稀释。(2极压乳化液:用520%极压乳化油(10%石油磺酸钠+6%石油磺酸铅+4%氯化石腊+ 3%氯化硬脂酸+3%油酸+3%三乙酸胺+20#机械油余量加水稀释。(3防锈乳化液:是在普通乳化液中增加防锈剂的比例而成。3.水溶液:(1用0.250.5%亚硝酸钠+0.250.3%无水碳酸钠+水余量。(23%油酸钠皂+0.5%亚硝酸钠+水余量。(310%癸二酸+17.5%三乙醇胺+8%亚硝酸钠+水余量。六.冷却润滑液的选择1.选择原则1.1根据工件材料选择(1铸铁、青铜在切削时,一般不用切削液。精加工时,用煤

20、油。(2切削铝时,用煤油。(3切削有色金属时,不宜用含硫的切削液。(4切削镁合金时,用矿物油。(5切削一般钢时,采用乳化液。(6切削难切削材料时,应采用极压切削液。1.2根据工艺要求和切削特点选择(1粗加工时,应选冷却效果好的切削液。(2精加工时,应选润滑效果好的切削液。(3加工孔时,应选用浓度大的乳化液或极压切削液。(4深孔加工时,应选用含有极压添加剂浓度较低的切削液。(5磨削时,应选用清洗作用好的切削液。(6用硬质合金、陶瓷和PCD、PCBN刀具切削时,一般不用切削液。要用时,必须自始自终地供给。PCBN刀具在切削时,不能用水质切削液。固为CBN在1000以上高温时,会与水起化学反应而被消

21、耗。2.选用2.1碳钢(1粗加工:a35%乳化液。b铅油或红丹粉10%+机械油90%,用于粗车蜗杆。(2精加工:a1020%的乳化液。b1015%极压乳化液。c硫化棉子油的切削油。d20%氯化石腊+80%变压器油或30%豆油+20%煤油+50%高速机械油,用于精车丝杠。eccl420%+80%机械油,用于精车蜗杆。(3拉削、攻丝、铰孔:a1020%极压乳化液。b含氯的切削油。c含硫,氯的切削油。d含硫化棉子油的切削油。e含硫,氯,磷的切削油。f30%煤油+70%机械油,用于光刀。gMoS2与机械油混合,用于攻丝。(4滚齿,插齿:a1020%极压乳化液。b含硫,磷,氯的极压切削油。(5钻孔:a3

22、5%乳化液。b510%极压乳化液。2.2合金钢(1粗加工:a35%乳化液。b510%极压乳化液。(2精加工:a1020%乳化液。b1015%极压乳化液。c含硫化棉子油的切削油。(3拉削、攻丝、铰孔:a1020%极压乳化液。b含硫、磷、氯极压切削油。(4滚齿、插齿:a1020%极压乳化液。b极压切削油。(5钻孔:a35%乳化液。b510%极压乳化液。cccl4和煤油的混合液钻膜具钢小孔。d氯化石腊20%+二烷基二硫代磷酸锌1%+高速机油79%。2.3不锈钢(1粗加工:a35%乳化液。b1015%极压乳化液。c极压切削油。d硫化油(含硫2%的机械油。(2精加工:a极压切削油。b1015%乳化液。c

23、1520%极压乳化液。d硫化油或硫化油8085%+ccl41520%。e矿物油7880%+黑机油或植物油和猪油18%+硫1.7%。f机械油90%+ ccl410%。h煤油50%+油酸25%或植物油25%。i煤油60%+松节油20%+油酸20%。(3拉削、攻丝、铰孔:a1520%极压乳化液。b极压切削油。c硫化豆油或植物油。d在硫化油中加ccl41020%或在猪油中加2030%ccl4或在硫化油中加1015%煤油用于铰孔。e在硫化油中加入1520%ccl4或白铅油加机械油或煤油稀释氯化石腊或MoS2切削膏用于攻丝。(4滚齿、插齿:a2025%极压乳化液。b极压切削油。(5钻孔:a1015%乳化液

24、。b1020%极压乳化液。c极压切削油。d硫化油。eMoS2切削剂。f用肥皂涂抹在小钻头上,用于在台钻小孔。2.4高温合金(1粗加工:a35%乳化液。b1015%极压乳化液。c极压切削油。d硫化油。e硫酸钾2%+亚硝酸钾1%+三乙醇胺7%+硼酸710%+甘油710%+水余量。f葵二酸710%+亚硝酸钠5%+三乙醇胺710%+硼酸710%+甘油710%+水余量。(2精加工:a1025%乳化液。b1520%极压乳化液。c极压切削油。d煤油75%+油酸25%。(3拉削、攻丝、铰孔:a1020%极压乳化液。b极压切削油。c参照不锈钢所用切削液。d防锈和电解切削液也适合于拉削和铰孔。(4钻孔:a1015

25、%乳化液。b1020%极压乳化液。c极压切削油。d硫化油。eMoS2切削剂。2.5钛合金(1粗加工:a35%乳化液。b极压乳化液。(2精加工:a极压切削油(石油磺酸钠10%+油酸3%+石油磺酸铅6%+三乙醇胺3.5%氯化石腊4%+氯化硬脂酸3%+20#机械油70.5%。b极压水溶液(氯化脂肪酸,聚氯乙烯0.50.8%+磷酸三钠0.5%+三乙醇胺12%+亚硝酸钠1.2%+水余量。cCCl4+等量的酒精。(3拉削、攻丝、铰孔:a极压切削油。b蓖麻油。c油酸。d硫化油。e氯化油f蓖麻油60%+煤油40%g聚醚30%+酯类油30%+7#机械油30%+防锈剂与抗泡剂10%,用于拉削。(4钻孔:a极压乳化

26、液。b极压切削油。c电解切削液(癸二酸710%+三乙醇胺710%+甘油710%+硼酸710%亚硝酸钠3 5%+余下水。d硫化油。e30#机械油60%+煤油40%或30#机械油70%+煤油30%。2.6铸铁、黄铜(1粗加工:a1015%乳化液。(2精加工:a煤油。b煤油与矿物油的混合油。(3拉削、攻丝、铰孔:a1015%乳化液。b1020%极压乳化液。c煤油。d煤油与矿物油的混合油。2.7紫铜(1粗、精加工:a35%乳化液。b煤油。c煤油与矿物油的混合油。d菜子油。(2滚齿、插齿:a1025%乳化液。b1020%极压乳化液。c煤油。d煤油与矿物油的混合油。(3钻孔:a35%乳化液。b煤油。c煤油

27、与矿物油的混合油。2.8铝及其合金(1粗、精加工:a35%乳化液。b煤油。c煤油与矿物油的混合油。d菜子油。(2拉削、攻丝、铰孔、滚齿、插齿:a1015%乳化液。b1015%极压乳化液。c煤油。d煤油与矿物油的混合油。(3钻孔:a35%乳化液。b煤油与矿物油的混合油。C煤油。2.9青铜(1粗精加工及钻孔:a一般不用切削液。可用35乳化液。(2拉削、攻丝、铰孔、滚齿、插齿a1020%乳化液。b1015%极压乳化液。c含氯的切削油。2.10高强度钢采用合金钢的切削液。用豆油或菜子油攻丝较好。2.11钼用ccl4加20#机械油或用MoS2润滑脂。2.12纯铁用碳素钢的切削液。精加工时,可用酒精稀释蓖

28、麻油作切削剂。2.13橡胶切削时用酒精或蒸馏水。磨削时,用苏打1%+亚硝酸钠0.250.5%+甘油0.51%+余下水。附:一.固体润滑剂MoS21.特点:MoS2的摩擦系数很小,仅0.050.09,它的润滑膜有很高的抗压能力及附着能力,粘附在金属表面的二硫化钼薄膜,能承受3500MPa的压力不被破坏;有很高的化学稳定性,不易与酸碱起作用;温度稳定性好,在400左右才分解,当二硫化铝混于油或脂中,与空气接触不充分,氧化温度还可以提高。2.应用:它有油剂,水剂和润滑脂三种,也可将二硫化钼与硬脂酸和石腊制成腊笔。用时将二硫化钼润滑剂涂在刀具表面上,可以成倍地提高刀具耐用度和降低工件表面粗糙度,降低切削力,切削热,抑制积屑瘤的产生。二.MoS2在切削中的作用1.在车削方面:(1在刀具上涂MoS2,刀具耐用度可提高一倍以上。(2在精车蜗杆时,在切削剂中加2%的MoS2,可降低工件表面粗糙度。(3铰65Mn孔时,在乳化液中加1%MoS2或铰不锈钢孔时,在乳化液中加3%MoS2,不仅工件表面粗糙度低,而且刀具耐用度高。2.在磨削方面:在砂轮表面上涂上MoS2,工件表面粗糙度