金属非切削加工用润滑剂

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1、金属非切削加工成型法有研磨、抛光、锻造、挤压、轧制、拉拔等。这些加工过程中的摩擦、润滑、冷却问题是决定工艺成败的关键，为了提高产品质量，降低能耗，提高生产效率，在上述加工过程中都要使用润滑剂。由于大量变形和产生新摩擦面，且大都处于边界润滑和滑动线摩擦，因此对润滑剂的要求极为苛刻，主要是因为发生挤压作用，容易把润滑膜挤掉。特别是热加工温度高，而且加工过程中承受冲击和振动大，对润滑剂更有特殊要求。表面活性剂在这类润滑剂中起着重要作用。以下按照加工类型，分别介绍各类金属非切削加工用润滑剂。1研磨、抛光用润滑油1.1

2、磨削液磨削加工是利用砂轮高速旋转而切削工件的加工方法。磨削液就是在这样的磨削加工过程中，为了延长砂轮耐用度，改善工件的加工精度和表面粗糙度，提高加工效率而使用的一种加工工作液。磨削液在日本工业标准(JISK2241)中属于切削液(cuttingfluid)的一种。但磨削加工与切削加工存在着差别。例如，单从切削速度这一点看，磨削加工时切削速度为1000m／min以上的高速度(普通切削速度在200m／min以下)，其结果会产生1100℃以上的高温。磨削区周围的温度也可达600℃。此外，磨削液中还有一些特殊类型，如

3、像珩磨加工用磨削液，需要使黏度降低以便磨粒切削刃能顺利切入。在磨削过程中，如果磨削液的清洗性差，则金属屑容易黏附在砂轮表面，造成砂轮气孔堵塞、变钝，使用寿命缩短；如果磨削液的润滑性和冷却性差，易造成工件表面烧伤、拉毛和划伤。因此，磨削液应具有良好的润滑性、清洗性、防锈性和消泡性。此外，还应有较长的使用周期，不易腐败变质，对人体和环境无害，废液易于处理和排放等特点。当高速磨削时(砂轮线速度高于50m／s)，单位时间内通过磨削区的磨粒增加，砂轮与工件的摩擦加剧，发热量增大，磨削区温度更高，对磨削液的要求将更加苛刻

4、。磨削液大体可分作两大类：油基磨削液和水基磨削液。油基磨削液的磨削性能虽然非常优越，但在它的基本性质方面l212趸I作时冒烟、起火、油雾等操作环境上的缺点多，尤其是再考虑到它的成本高，所以目前的现状是只在特别重视磨削加工后的加工表面形状和尺寸精度的齿轮、螺纹等成型磨削、珩磨、超精力n-r-之类的特殊加工领域才应用；水基磨削液在磨削液中占有很大的比重，提到磨削液往往就是指水基磨削液而言。磨削液中也离不开表面活性剂，它主要起乳化、润湿、分散、清洗、防锈等作用。尤其是清洗作用，因为在磨削过程中会产生大量金属屑，如不

5、及时清洗掉，将影响最终产品的表面质量。阴离子表面活性剂的溶解度随温度升高而增大，在磨削液中使用阴离子表面活性剂表现出良好的性能；相反，非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而降低，在一定条件下会从水中游离出来，从而失去清洗与润湿作用。因此，阴离子表面活性剂成为磨削液的首选清洗剂。对含油酸三乙醇胺皂、十二烷基硫酸钠等阴离子表面活性剂的磨削液进行试验发现，随着磨削加工的进行，磨削液中阴离子表面活性剂消耗很快，这意味着阴离子表面活性剂参与了磨削过程。在磨削过程中产生大量切屑、磨粉微粉，阴离子表面活性剂将在其表面定向吸附

6、。而在pH值为8.5～9.5范围内，一般固体污垢都带负电荷，于是阴离子表面活性剂以其非极性端吸附于固体污垢表面，亲水基朝向溶液，增强了洗涤作用，切屑随溶液离开加工区，表面活性剂也随金属屑被过滤而离开溶液。另外，水硬度的影响也会消耗部分表面活性荆。表面活性剂使磨削液易于渗入砂轮微孔和切削接触面，加强了润滑和冷却，减轻了黏附，有利于改善表面粗糙度。在对某磨削液的试验中发现，16h内表面活性剂随加工消耗很快，但工件的表面粗糙度却差别不大，直到第l4天才有明显恶化。这时测得磨削液的表面张力为40.92mN／m，而研究

7、发现表面张力在40～45mN／m范围内有较小的变化，表面粗糙度就有较大变化，因此，上述实验说明，表面活性剂对表面粗糙度的影响是通过表面张力的影响起作用的。某高速磨削液的组成如下。脂肪酸盐l0％～l5％偶合剂0.5％～l％阴离子表面活性剂1％～3％非硅型消泡剂0.1％～0.2％防锈剂3％～5％蒸馏水余量在上述高速磨削液中选择脂肪酸盐作为润滑剂，因为它具有突出的优点。首先，它可溶于水，且有不同的链长可供选择，由于链长引起的吸附能力差异，表现出润滑性能的优劣；其次，它还具有清洗作用和一定的防锈能力，可减少配方中清洗

8、剂(阴离子表面活性剂)和防锈剂的用量；第三，它本身不腐碰金属。但如果脂肪酸盐皂化不完全，或脂肪酸中含有不被皂化的物质，则磨削液极易腐败变质。因此，应选择质量优良的脂肪酸，使脂肪酸盐完全皂化，并除去未反应的杂质。防锈剂应选择水溶性的，它吸附在金属表面上起防锈作用，脂肪胺、脂肪酸酯等都有较好的防锈效果。另外，由于在磨削液成分中含有易起泡的表面活性剂等物质，而泡沫的存在将影响散热速率，所以必须加入消泡剂，