在金属切削过程中,正确使用切削液,可以减少切屑、工件与刀具间的摩擦,降低切削温度和切削力,减缓刀具磨损。切削液还可以减少刀具与切屑粘结,抑制积屑瘤和鳞刺的生长,降低已加工表面粗糙度值,减少工件热变形,保证加工精度和提高生产效率。

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一、切削液的分类和区别:

分类:

切削加工中最常用的切削液,有非水溶性和水溶性两大类。

(1)非水溶性切削液主要是切削油。其中有各种矿物油(如机械油、轻柴油、煤油等)、动植物油(如豆油、猪油等)和加入油性、极压添加剂的混合油,主要起润滑作用。

(2)水溶性切削液主要有水溶液和乳化液。水溶液的主要成分为水并加入防锈剂,也可以加入一定量的表面活性剂和油性添加剂。乳化液是由 物油、乳化剂及其他添加剂配制的乳化油和95%~98%的水稀释而成的乳白色切削液。水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。

(3)水溶性的切削液现在已细分为乳化液、半合成切削液和全合成切削液。乳化液、半合成以及全合成的分类通常取决于产品中基础油的类别:乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液;半合成切削液是既含有矿物油又含有化学合成基础油的水溶性切削液;全合成切削液则是仅使用化学合成基础油(即不含矿物油)的水溶性切削液。

有些厂家会有微乳液的分类;通常认为是介于乳化液和半合成切削液之间的类别。

每一种类型的切削液都会含有除基础油以外的各种添加剂:防锈剂、有色金属腐蚀钝化剂、消泡剂等。

乳化液的稀释液在外观上呈乳白色;半合成液的稀释液通常呈半透明状,也有一些产品偏乳白色;全合成液的稀释液通常完全透明如水或略带某种颜色。

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区别:

(1)油基切削液的润滑性能较好,冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑性能相对较差,冷却效果较好。在高速切削时,由于发热量大,油基切削液的传热效果差,会使切削区的温度过高,导致切削油产生烟雾、起火等现象,并且由于工件温度过高产生热变形,影响工件加工精度,故多用水基切削液。

(2)与油基切削液相比,乳化液的优点在于较大的散热性、清洗性、用水稀释使用而带来的经济性,以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外,乳化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工,乳化液还可用于除螺纹磨削、槽沟磨削等复杂磨削外的所有磨削加工,乳化液的缺点是容易使细菌、霉菌繁殖,使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质,所以一般都应加入毒性小的有机杀菌剂。

(3)半合成、全合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和极好的工件可见性,易于控制加工尺寸,其稳定性和抗腐败能力比乳化液强。但润滑性欠佳将引起机床活动部件的粘着和磨损,而且,化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动,还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。

二、切削液的作用机理:

润滑

金属切削加工液(简称切削液)在切削过程中的润滑作用,可以减小前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦,形成部分润滑膜,从而减小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入砂轮磨粒-工件及磨粒-磨屑之间形成润滑膜,使界面间的摩擦减小,防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑,从而减小磨削力和摩擦热,提高砂轮耐用度以及工件表面质量。

冷却

切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具(或砂轮)、切屑和工件间的对流和汽化作用,把切削热从刀具和工件处带走,从而有效地降低切削温度,减少工件和刀具的热变形,保持刀具硬度,提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度(或流动性)有关。水的导热系数和比热均高于油,因此水的冷却性能要优于油。

清洗

在金属切削过程中,要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒,防止机床和工件、刀具的沾污,使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利,不致影响切削效果。对于油基切削油,粘度越低,清洗能力越强,尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油,渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液,清洗效果较好,因为它能在表面上形成吸附膜,阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上,同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上,把它从界面上分离,随切削液带走,保持界面清洁。

防锈

在金属切削过程中,工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀,与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外,在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时,也要求切削液有一定的防锈能力,防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节,更应注意工序间防锈措施。

其它

除了以上4种作用外,所使用的切削液应具备良好的稳定性,在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力,不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件,对人体无危害,无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收,低污染,排放的废液处理简便,经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。

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三、切削液的使用和注意事项:

使用方法:

(1)日常使用浓度不大于5%,即5公斤以下本产品加95公斤左右的普通自来水混合使用。根据使用的条件不同,使用浓度可在1%-5%;粗加工浓度低些,使用浓度可在1%-3%。(特殊工艺和有特殊要求的材料除外)。

(2)每天用折光仪检测切削液的浓度,并及时调整,正确的浓度可以保证切削液的稳定性。

注意事项:

(1)机床传动和液压系统用油因机床密封不严漏入切削液系统的油。飘浮油的危害是使切削液系统的某些材料膨胀变形,干扰了乳化液的乳化平衡,使乳化液失去稳定性。而且飘浮油常浮于乳液油表层,阻挡了乳化液和空气的接触,导致乳化液缺氧,使厌氧菌快速繁殖,加速乳化液的腐败变质。

(2)切削液 ( 特别是乳液 ) 抑菌生长的重要性是人所共知的。可采用定期投入杀菌剂和超微过滤等手段抑制细菌的繁殖。污染切削液的物质主要是金属粉末和砂砾细粉、漂浮油和游离水、微生物和繁殖物,特别是毛霉目真菌。浮油是厌氧菌滋生的温床,如不及时除去,切削液将很快发臭。

(3)工人在金属加工车间工作,频繁接触到金属加工液。市场上很多的切削液成分对人体皮肤的刺激严重,造成手部皮肤发红,瘙痒,接触性皮炎和蜕皮。长期的接触到有毒性成分的切削液,有毒物质从人体的皮肤吸收,导致慢性中毒。

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四、切削液的包装保存:

包装

1、大罐包装,1000升容量塑料大桶(较少厂家提供此规格的包装);

2、大桶包装,最常见为200升规格的铁桶;部分厂家提供208升或209升规格;

3、小桶包装,最常见为18升或20升规格的塑料桶;部分厂家提供25升规格。

存放

切削液最佳存放方式应避光、避热、避潮室内存放;理想存放温度为4-30摄氏度;其具体上限和下限需参照每家公司自己的产品存放说明。

切削液均有存放期限的限制:一般而言水溶性产品从生产日起的有效存放期为1-3年(视品种和厂家而不同),纯油性产品从生产日起的有效存放期为2-5年(视品种和厂家而不同)。超过存放期的产品需进行质量检测确认状态正常后才能使用。

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