油基切削液的配方( 四 )


(3)微乳化切削液
微乳化液原液中含油量(即油性添加剂含量)较小,而表面活性剂、防锈剂含量较大,加水配制后呈半透明微乳状,其外观和性能介于乳化液和合成切削液两者之间 。它兼具乳化液与合成切削液两者的优点,又弥补了两者的不足,是近十年来发展较快,应用日益广泛的一种水基切削液 。目前国外一些著名公司推出的水基切削液产品,如英国比尔公司开发的SCFUniversal绿色金属加工液与德国奎克化学(中国)公司推出QUAKERCOOL370KLG合成酯专利切削液都属于这一类产品 。QUAKERCOOL370KLG中的合成酯是由脂肪酸和醇类反应生成的化合物,具有极好的润滑性,与水混合后可形成微乳液,并且在金属加工环境中较难降解,确保刀具与切屑、以及刀具与工件接触区界面上能保持良好的液体润滑、边界润滑和极压(EP)润滑的条件,尤其适用于在铝合金、钛合金及铬、镍、铁合金等难加工材料的加工场合下使用 。
固体润滑剂
固体润滑剂中使用较多的是二硫化钼(MoS2),它是一种良好的环保型润滑剂 。由MoS2形成的润滑膜具有很小的摩擦系数(0.05~0.09)、高的熔点(1185℃)、很高的抗压性能(3.1GPa) 。切削时可将MoS2涂刷在刀具表面或工件表面上,也可添加在切削油中 。在高温、高压情况下,它仍能保持很好的润滑性和耐磨性 。此外,使用MoS2润滑剂还能防止粘结和抑制积屑瘤产生,延长刀具寿命和减小表面粗糙度 。MoS2润滑剂已成功地用于镗铰、深孔、攻丝和拉孔等加工中 。例如,采用一种(Ti,Al)N+MoS2软涂层的硬质合金钻头[即先在钻头上用(Ti,Al)N进行硬质涂层,然后再在其上涂刷MoS2软涂层]干钻削灰铸铁发动机缸体上深孔,刀具寿命高达1600min,而只涂TiN或TiCN涂层的钻头,其寿命分别为19.6min和44min 。
C>切削液的选用
切削液的效果除了取决于切削液本身各种性能外,还取决于加工要求、工件材料、刀具材料和加工方式等因素,应综合考虑,合理选择和正确使用 。
(1)要根据加工要求来选用粗加工时,切削用量较大,产生大量的切削热,为了降低切削温度,这时应选用冷却性能好的水基切削液 。精加工时,要求工件获得最佳的表面质量和较小的表面粗糙度值,故应采用切削油 。
(2)要与不同的加工方式相对应在当代机械加工中,切削方式多种多样 。例如车削、铣削和钻孔,通常要求高效率加工,故应选用水基切削液;而拉削和切齿时,须用价格较贵的复杂刀具加工,为保证加工质量及刀具有较长的使用寿命,故最好选用油基切削液 。随着加工分类越来越细 。切削液也有非标准化的发展趋势 。不同切削方式都有不同品牌切削液对应 。例如,针对高速磨削,德国欧海(OEL-HELD)公司研发出了专用的高性能磨削油,由于其组成结构为纯烷烃,具有优异的抗剪切能力和抗老化稳定性,非常适合于高速磨削加工,从而改变了以往用通用切削液代替磨削油的加工方式 。
(3)要根据工件和刀具不同的材质来选用不同材质的刀具和工件,其耐高温性、可切削性、硬度等各自相异,此时要分别选用不同的切削液 。例如,加工齿轮一类硬度较低的工件,就要采用粘度较高的切削液,以防止齿轮表面产生划痕;而切削不锈钢一类难加工材料,宜选用极压切削油或极压乳化液 。又如,用立方氮化硼(CBN)超硬刀具切削淬硬钢等一类高硬度材料时,虽然CBN能承受1250~1350℃的切削温度,但在1000℃左右高温下,CBN会同水蒸气及空气中的氧起反应,生成氨和硼酸,这种化学反应称为水解作用,会加速刀具磨损 。因此用CBN刀具湿式切削时,须用带极压添加剂的水基切削液或极压切削油,以减弱水解作用 。
(4)要参照机床本身特性来选用对一些高效贵重设备,从维护保养角度考虑,应选用理化性能稳定的油基切削液加工,以防止金属件腐蚀、生锈、运动零部件活动部分发生障碍等 。可是对一些开放式的机床一般不宜使用油基切削液,以免切削油大量挥发而耗散 。
(5)要性能与价格两者兼顾针对具体加工条件应选择性能与价格比最高的切削液 。
此外,所选用的切削液还要求不能对操作工人的健康及环保带来负面影响 。目前由于全球环境意识的增强及环境保护立法的要求日益严格,市场对切削液绿色环保性能的要求越来越高 。所以,一些生物降解性好的油基切削液受到了人们的青睐 。例如,好富顿公司的HocutTR2000系列产品就是这样一款采用易生物降解植物油精制而成的两相(油相和水相)控制的环保型切削液 。而用钨酸盐、钼酸盐代替水基切削液中的具有毒性的防锈添加剂方法也已在生产中推广 。