金属切削工艺的润滑(金属加工之一)

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1、金属切削工艺的润滑(金属加工工艺的润滑-----之一)概述：世界金属加工油液占世界总润滑油量5％以上，而且从以油基为主，逐步向水基发展。由于铝加工业的比例增加，铝加工油品种和产量呈上升趋势。在国外金属加工液中，切削液一直占有较大比例，一般为50％左右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类，或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。我国目前亦大多沿用此分类。ISO于1986年通过IS06743/7，按油基、水基将加工液分为MH和MA两大类，又根据每类的化学组成、应用各分为8类和

2、9类，共17类，该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准，制定了GB7631.5。金属的机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、拉拔、冲压、挤压等。一般习惯地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液，而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体。金属加工液则是泛指上述两类加工、作业用润滑剂。（一）、金属切削液的选用（金属切削设备的润滑见机床的润滑特点）大部分金属切削需要使用切削液，甚至在可以正常进

3、行干切削的作业，如果选用适当的冷却润滑剂也可增加工效。早在1883年，F.W.泰勒(Taylor)曾证明用冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。金属切削液的品种繁多。ASTMD2881把金属加工用的液体划为三类：(1)油和油基液体；(2)水基乳液及分散体；(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)。2类与3类之间的基本区别在于分散相的粒度和粒度分布。溶解油乳化液的平均粒度大于1μm，真溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40nm。胶体乳液(Ⅱ-C)代表了一种介于化学溶液与溶解油的乳液之间的中间状态，其粒度分布介于上述

4、两等级之间。这种划分原则基本上是一个理论性的区分，因为从典型的矿物油到不含油的化学溶液之间，可能存在着无限度的等级。近年来，金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域(2、3类)。由于这类液体以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，且可减少油雾，因此水基切削液的用量增大。以英国为例，水基切削液在整个切削液市场中约占60%。但是水基切削液与油相比存在着润滑性差，其次是锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问

5、题对切削液在机床应用时的“油池寿命(SumpLife)”至关重要。合理选择、应用、监控和维护，对使用水基切削液特别重要。1、金属切削液的成分与选择根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下。(1)油或油基液体：属于ASTMD2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)，主体为矿物油，含或不含添加剂。(2)乳液：属于ASTMD2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油。根据矿物油含量和油滴粒度可分为3种：粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度2~10μm；微乳液：含油40%~50%

6、，油滴粒度＜1μm；半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1μm；(3)合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。(4)化学溶液：不含油，属ASTMD2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看，以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上。某些合成液体在使用中由于浓度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层。化学溶液是不

7、含矿物油的水溶液。使用前用水稀释，有良好的冲洗、冷却效果，并应能防止接触区域的锈蚀。这类液体主要用于研磨，功能在于清洗和冷却，没有润滑性。切削液的选择，首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通常，不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金，在硫剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂，这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成分的HLB值，又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质，还应考虑诸成分的水溶性或在水中分散的性质。选择切削液前应充分了解下列情况

8、。1.1加工材料的性质被加工的材料物理化学性质各异，反映在切削操作上就会有切削的难易和与切削液相容性等新问题。对较难加工的材料及其与切削液的相容性分别简略介绍如下。铝：质软，切割易粘切具。乳化液如碱性强，与铝产生化学反应，造成乳液分层。应选用专用乳化液或石蜡基矿物油作冷却润滑剂。黄铜：切削时产生大量细屑，易使乳化油变绿。含活性硫的油剂可使加工材料变色，如选油