分類
按切削液的性質劃分,切削液可分為純油性和水溶性兩大類。水溶性切削液根據成分的不同,又可分為乳化液、半合成液(微乳化液)、合成液三種。微乳化液是介於乳化液和合成液之間的新型切削液,是繼乳化切削液、合成切削液之後,水基切削液的新一代產品,它是微乳化油經水高倍稀釋後形成的微乳狀、半透明的液體。微乳化液克服了乳化液易腐敗、清洗性能差及合成切削液侵蝕工具機漆面、潤滑性能差等缺陷,避免了油污污染、發霉變質等弊病,綜合了乳化液和合成液的優點,有油性、水性雙重的極壓、潤滑、冷卻、防鏽和清洗能力,是新一代的理想機加工潤滑冷卻介質。
原理
在金屬切削加工過程中刀具與工件之間的關係十分複雜,因不同的切削過程也存在著很大差異,但其潤滑過程中的特徵基本相似。在金屬切削過程中主要存在著三種變形區:第Ⅰ變形區,被切削金屬層在刀具的作用下發生塑性變形,產生剪下滑移。第Ⅱ變形區,切屑沿前刀面排出時,進一步受到前刀面的擠壓和摩擦,使靠近前刀面處的金屬纖維化。第Ⅲ變形區,已加工表面受到切削刃鈍圓部分和後刀面的擠壓、摩擦和回彈,造成纖維化加工硬化。
從這三個變形區來看切削液幾乎不可能進入第Ⅰ變形區,有可能進入的是第Ⅱ、第Ⅲ變形區。切削液通過切屑與前刀面之間,及切削刃與工件表面之間存在的微小間隙滲透到變形區,在刀具與切屑、刀具與工件的表面上形成吸附薄膜,呈邊界潤滑狀態,它減小了前刀面與切屑、後刀面與已加工表面之間的摩擦和變形,起到了潤滑、冷卻的作用。因此,切削液的選用是極其重要的,其潤滑性、冷卻性及清洗性是機械加工中要求具備的基本性能。
根據加工的不同,選用的切削液的性能也有其側重點,如在用絲錐攻螺紋時,一般情況下側重於切削液的潤滑性能;但在加工盲孔螺紋時,切削液的清洗性及加工後清除的難易程度則又極其重要;而在磨削加工過程中,則側重於切削液的冷卻及清洗性能等。因此,在選用切削液時必須慎重,要根據不同的加工方法、零件材質等方面來全面考慮。而微乳化液在潤滑、冷卻及清洗等各方面綜合的優良性能,為我們選用切削液時節約了很多挑選的時間。
套用
通常,攻螺紋時使用的是一種純油性、糊狀的切削液,即白厚漆+適量的機油或煤油製成的切削液,俗稱“鉛油”,攻螺紋時需要不斷的將鉛油塗抹到刀具(絲錐)上。由於鉛油的形態,決定了鉛油的冷卻、清洗能力嚴重不足。在實踐中我們知道,用鉛油作切削液,儘管攻螺紋質量能滿足設計要求,但生產效率低,切屑清除困難,而且鉛油容易粘附在螺紋表面,清洗十分困難,對加工大型零件上的螺紋盲孔,困難尤其嚴重。
為解決這一難題,用水溶性切削液代替鉛油,是考慮的一個辦法。合成切削液雖然有良好的冷卻、清洗功能,但潤滑性能差,導致攻螺紋質量不能滿足設計要求,並且刀具壽命也較低。鉛油或合成切削液兩者各有優缺點,攻螺紋時用這兩種切削液,很難將它們的優點統一起來。
用微乳化液作為攻螺紋的切削液,在加工效率、清洗性能等方面,比用鉛油作為切削液時的性能有明顯的改善,在大批量加工螺紋孔,特別是盲孔螺紋時,用微乳化液作為切削液,應該得到大力推廣套用。
司磨削使用的切削液,一直沿用的是乳化油+水稀釋後形成的乳化液。該切削液從熱力學觀點看屬於不穩定體系,易腐敗生菌,使用期短,同時對水的要求較高,遇硬水或水中電解質含量過多時,乳化液穩定性會降低,甚至破乳影響使用。微乳化液從熱力學觀點看屬於穩定體系,不怕硬水,稀釋水可含有較多電解質,不易生菌,使用期長。
微乳化液其潤滑、冷卻、防鏽及沖洗性能均達到要求,特別是在加工中心、數控車床等工具機上微乳化液的套用已經取得了很好的效果。
注意事項
微乳化液是介於乳化液和合成液之間的切削液,有其特殊性,在使用時需要注意以下問題:
(1)配液前應將水箱、管路清洗乾淨。
(2)按規定比例配製。
(3)不同牌號、不同廠家生產的微乳化液不要混用。
(4)不能與乳化液混用。
(5)補充液體時,應將水和微乳化油按比例配製好後再補充,禁止只加水不加原液。
(6)微乳化液不得用於潤滑、冷卻採用同一系統的設備,僅能用於潤滑、冷卻分離的設備。
(7)應定期更換。當覺察到有惡臭氣味、或微乳化液分層、變色時應更換新液。
(8)微乳化液呈弱鹼性,皮膚呈弱酸性,其中的表面活性劑對皮膚有脫脂作用,所以長期接觸會使皮膚變得粗糙、乾燥,故應注意加強勞動保護。
發展
目前國內水溶性潤滑添加劑的研製緩慢,制約了合成液潤滑性能的提高;而微乳化油中,水溶性添加劑和油溶性添加劑的使用提高了它的潤滑性,同常用的乳化液相比,其滲透、清洗能力要大大增強,並且價格適中,因此微乳化液的套用會越來越廣泛。
參考資料:
1.http://news.mechnet.com.cn/content/2007-09-25/15794.html