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不同材料用切削油液选择

作者:广西立铖钢业有限公司 浏览:

除了按照理化性质分类外,金属切削油液还可以根据加工材质进行分类,包括不锈钢切削油液、铝合金切削油液等。


不锈钢切削油液

不锈钢耐蚀性、耐磨性好,强度高,在低温下仍具有良好的韧性,且不易被化学品腐蚀,已被广泛应用于航空、航天、食品机械、医疗器具、仪表和生活日用品等领城,需求量巨大。由于不锈钢特殊的物理化学性质,导致其切削加工性能很差,主要体现如下:

①切削加工硬化严重。

②切削力大,切削温度高。

③切屑韧性高,不易折断。

④工件易产生热变形。

⑤刀具磨损严重。

对此,在切削加工时,应选择润滑抗磨性较好的切削油液,其切削油液应含有活性高的极压添加剂,一般为含有硫、磷、氯等极压成分的切削油或乳化液;另外,以植物油作为基础油,或含有植物油酸的乳化型切削液也可为不锈钢带来良好的切削效果。此外,由于不锈钢韧性好,切削时刀具与工件紧密接触,所以选择切削油液时应注意其渗透性,使其能够顺利进入加工区城,起到润滑冷却的作用。


铝合金切削油液

铝合金是目前市场上加工最多的金属,在汽车发动机、变速器、航空设备和其他机械设备行业被广泛使用。铝合金质地较软,延展性好,属于易加工金属,但其化学性质活泼,为两性金属,在酸性、碱性条件下均易发生腐蚀,且工件切削区域易氧化发黑。同时由于其熔点低,故在加工过程中易黏刀、产生积屑瘤。为解决以上问题,对其切削油液提出了较高的要求。铝合金切削油液在满足绿色环保的同时,还要保证工件表面粗糙度值低、尺寸精度合格、存放过程不易产生腐蚀、刀具使用寿命长,这就要求切削油液需具有良好的润滑性、冷却性、清洗性及缓蚀性,一般应选择对铝合金具有高效缓蚀性的半合成型切削液或全合成型切削液。该类切削液中大多有含磷防锈,可在加工及存放过程中有效抑制铝合金的腐蚀。同时,在使用过程中应加强切削油液的日常管理,特别是针对浓度、pH及杂质,以避免使用不当所带来的腐蚀问题。当切削液缓蚀性下降时,可向其中加入合适的铝防锈剂。常用的铝防锈剂主要有柠檬酸、钼酸钠、磷酸脂、无机盐(碳酸钠、硅酸钠)等。


镁合金切削油液

镁合金具有比铝合金更小的密度和更高的强度,此外,其降噪、减振性好、易散热且电导率高,预计镁合金压铸件将逐渐替代铝合金成为未来汽车轻量化的主要趋势。然而,由于镁合金化学性质活泼、熔点低,切削加工时易黏刀并产生腐蚀变色,甚至发生燃烧,所以选择合适的切削油液尤为重要。一般情况下,应选用对镁合金有良好缓蚀效果的水基切削液。由于镁合金熔点低,受热易黏刀、产生积屑瘤,甚至发生燃烧,所以镁合金切削油液还应具有良好的冷却性和清洗性,避免切屑在加工区域大量堆积,并降低加工区域温度。此外,由于镁在常温下可与水反应生成镁离子,造成水质硬化,使切削液失稳、失效,所以在选择切削液时还应注意其抗硬水性能

在使用过程中,当镁合金切削液缓蚀性能下降时,可向其中加入合适的镁防锈剂。常见的防锈剂有植酸、羧酸盐、磷酸脂、钼酸盐、硅酸盐等;当镁合金切削油液抗硬水性能下降时,向其中加入合适的抗硬水剂,如 EDTA - 2Na 等。最后,应将加工后镁屑所黏附的切削油液沥干,避免发生燃爆。


钛合金切削油液

钛合金作为轻金属之一,具有耐蚀性好、韧性高、密度小、强度高及焊接性好的优点,在航空、轮船、汽车等行业中应用广泛,但钛合金可加工性差,导致刀具寿命短,加工效率低。随着新一代的飞机、轮船、汽车等结构特点的优化,加工难度更高,对钛合金切削油液有着更高的要求。钛合金表面性质特殊,普通切削油液与润滑剂很难在其表面形成稳定润滑膜,难以进行有效润滑,因此应选择专用的钛合金切削油液。目前,市场上专用钛合金切削油液较少,一般以极性较强的植物油为基础油,复配对钛合金具有高效润滑性的极压添加剂,可保证对钛合金的润滑性。在使用钛合金切削油液时,应适当提高使用浓度,增大切削油液流量和供液面积,以增强切削油液在加工区域的润滑性。

值得注意的是,由于氯离子会对钛合金产生应力腐蚀,使钛合金强度降低,所以钛合金切削油液内不应有含氯添加剂,且应对稀释水中的氯离子含量进行控制。


高温合金切削油液

高温合金具有良好的高温强度,能在600℃以上长期工作,且具有良好的抗氧化和耐蚀性,是航空发动机中不可替代的关键材料。高温合金组织结构致密、硬度高、切削变形大、加工硬化严重、导热性差,属于难加工材料,其相对切削加工性只有 45钢 的 5%~20%。由于高温合金切削温度高,一般切削油液在高温下会失去润滑能力,所以应选择含有硫、磷、氯等添加剂的极压切削油或极压乳化液。常见的极压剂包括氯化石蜡、四氯化碳、硫代磷酸盐、二烷基二硫代磷酸锌等。极压剂可与金属发生化学反应,生成化学润滑膜,该润滑膜强度高,在高温下仍可保持润滑性能,含磷极压剂可耐150℃高温,含氯极压剂可耐600℃高温,含硫极压剂可耐1000℃高温,若三者复配使用,润滑效果更佳。

此外,含有机钼添加剂的切削油液也可用于高温合金的切削加工。需要注意的是,镍基高温合金不宜选用含硫切削油液,否则对工件造成应力腐蚀,降低工件的疲劳强度。


复合材料切削油液

随着航空航天、汽车、电子、精密仪器等高端制造业的不断发展,对材料的要求也日益提高,普通金属材料已难满足需求,复合材料便应运而生。复合材料般包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料、纤维增强树脂基复合材料等,其中属基复合材料加工时存在的问题是刀具磨损快,此时选择切削油液时应参照高温合金,使用极压抗磨性好的极压乳化液或极压切削油陶瓷基复合材料加工时存在的问题是硬度高、刀具磨损大、切屑粒径小、难以沉降,此时选择切削油液应参照玻璃/陶瓷,选用低黏度油类或润滑性高的水基切削液,同时应考虑切削油液的冷却性、清洗性、渗透性及沉降性纤维增强树脂基复合材料属于高分子有机材料,加工时存在的问题是切削边缘易有毛刺、切削温度高导致树脂烧熔、刀具磨损大等,此时应选用润滑、冷却、渗透效果好的水基切削油液,以保证切削油液能进入加工区域,有效冷却、润滑,降低刀具磨损,保持刀具锋利,同时降低切削温度,避免烧熔。

不同材料用切削油液选择
除了按照理化性质分类外,金属切削油液还可以根据加工材质进行分类,包括不锈钢切削油液、铝合金切削油液等。 不锈钢切削油液 不锈钢耐蚀性、耐磨性好,强度高,在低温下仍具有良好的韧性,且不易被化学品腐蚀,已被广泛应用于航空、航天、食品机械、医疗器具、仪表和生活日用品等领城,需求量巨大。由于不锈钢特殊的物理化学性质,导致其切削加工性能很差,主要体现如下:
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