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数控切削加工中切削液怎么选择你知道吗

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随着工业化的发展,金属加工行业也迅速发展,各种新材料和新工艺创新也不断涌现,但使产品的加工质量和加工效率得到保证和提高,在选择合适的金属切削液,并最大限度地减少对于环境的污染,已经成为了重要环节。但选择不同加工刀具的金属切削液也是一个难以选择的问题。

金属切削液也称为冷却液,它在金属加工过程中起到了润滑、冷却、排屑、防锈和抗菌等重要的作用。钛浩机械是以回转顶尖、丝杠、轴加工、数控车床加工、刀柄刀杆、夹头接杆为公司的主打产品,同时,切削液选择是否得当,还直接决定了生产加工对环境的破坏程度。切削液的选择除了要依据加工工件的表面质量和精度之外,还要参考加工工件及刀具材料、加工工艺的类型等因素。

一、数控机床所用刀具典型材料

在数控机床中,常用的刀具材料包括:高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具这几大类。

1、高速钢是一种高合金工具钢,是在钢中加入了较多的钨、钼、铬、钒等金属元素合成而得。它具有硬度高、耐热性强等特点,硬度是一般硬质合金的二到三倍,可以承受摄氏650度的高温而不影响切削。常用于有色金属、结构钢、铸铁等材料的加工。

2、硬质合金是一种粉末冶金制品,它是用高硬度、难熔的金属碳化物与金属粘结剂在高温条件下烧结而成的。它的工作温度可以达到摄氏1000度的高温,虽然强度和韧性低于高速钢,但使用寿命却是后者的几倍,甚至是几十倍。常用于加工淬硬钢等多种材料。

3、使用陶瓷材料制造的刀具除了具有很高的硬度、耐磨性和良好的高温力学性能之外,最大的优点是化学性质稳定,与金属的亲合力较小,不容易与被加工的金属发生粘结,可用于高速、超高速切削及硬材料切削。钢、铸铁、合金及难加工材料常使用陶瓷刀具来进行切削。

4、超硬材料指的是人造金刚石、立方氮化硼,以及用这些材料粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石、聚晶立方氮化棚等。钛浩机械是以回转顶尖、丝杠、轴加工、数控车床加工、刀柄刀杆、夹头接杆为公司的主打产品,众所周知,金刚石是自然界中硬度最高的物质,因此,超硬材料均具有极好的耐磨性,常用于高速切削及难切削材料的加工。

二、数控机床常用切削液种类

为了适应不同的加工场合和工艺要求,金属切削液的种类也多种多样,其根据化学组成和状态主要分为两大类,即水基切削液和油基切削液。

1、水基切削液是指在使用时,需要提前用水进行稀释的切削液。防锈乳化液、防锈润滑剂乳化液、极压乳化液和微乳液等都属于这一大类。水基切削液所起的作用通常以冷却和清洗为主,润滑的效果并不明显。

2、油基切削液是指使用时,不需要用水进行稀释的切削液。纯矿物油、脂肪油、油性添加剂、矿物油、非活性极压切削油和活性极压切削油等均属于这个类型。与水基切削液相反,油基切削液的润滑作用比较明显,而冷却和清洗能力较差。

三、不同加工刀具切削液的选择

不同的加工刀具,由于其刀具性能不同,适合加工的材料特性也有所差别,因此适宜使用不同种类的切削液。

1、对于高速钢材料的刀具,在进行中、低速切削时,发热量不大,适合使用油基切削液或者乳化液。而在高速切削中,由于发热量较大,使用水基切削液可以很好地起到冷却效果。这时候,如果使用油基切削液,将产生大量的油雾,既污染环境,又容易造成工件的烧伤,影响加工质量和刀具的使用寿命。除此之外,在粗加工时最好使用极压水溶液或极压乳化液,而在精加工时极压乳化液或极压切削油更为合适。

高速钢使用中速度切削操作,其速率约为70m/m。高速钢是含有诸如钨及铬元素的铁合金,以增加其硬度和抗磨性;即使如此,它们硬度和抗磨损的品质因温度高过600℃以上,而降低到令人不能接受的地步。但可使用水溶性切削油,以保持其作业温度低于600℃。

2、对于硬质合金刀具,由于对骤热比较敏感,要尽可能使刀具均匀受热和均匀冷却,否则容易造成崩刃。所以,通常采用导热比较温和的油基切削液,并添加适量的抗磨添加剂。高速切削时,要用大流量切削液喷淋刀具,以免造成受热不均的情况。而且这种方法还可以有效降低温度,减少油雾的出现。

3、铸合金(铬钴钨)这些合金是非铁元素,以钴为基础。当其温度高过600℃时,比高速钢更硬、耐磨性更佳。此可用于高速切削,也可用于不易切削的合金及产生高温的切削作业。铸合金对于温度巨变非常敏感,例如切削作业的突然中断。它们较适合于连续切削操作,可使用水溶性切削油。

4、陶瓷刀具和金刚石刀具由于具有比硬质合金更突出的高温耐磨性能,因此常采用干切削的加工工艺。有时,为了避免温度过高,也会使用导热性较高的水基切削液连续而充分地对切削区进行浇注。

5、碳化物广泛使用在金属加工工业,它们通常被称为烧结碳化物或超硬合金。它们是由钨、钛、铌、钽之碳化粉加在钴模具中以高温加热烧结而成。改变金属碳化物之比例及类别,则可产生不同类烧结碳化物。烧结碳化物被使用因为在高温1000℃时,仍保有硬度及耐磨性。它们通常被用作嵌放入或可替换的切削刀头,每一种刀头都有不同的形状及角度,随着不同的需要,它可以重新安装、储存。另一种简便的制作方法就是在切削刀头上覆盖一层碳化物,它的制作方法是将钛碳化物以蒸镀的方法覆盖在传统的碳化物刀具上。这种方法制成的刀头有很高的抗磨性,而刀具本身也不易碎裂。碳化物工具常与水溶性切削油共同使用,但必须谨慎选择。某些添加剂是会腐蚀覆盖钴的金属。

6、陶瓷/钻石陶瓷切削工具主要成分为氧化铝,能在高温保有它们的硬度及耐磨性。但是,诸如前述,物质越硬越易碎,这使得陶瓷工具不适合不连续切削或震动负荷及温度剧变。加工时可使用非水溶性切削油(油性切削油)或完全不使用切削油,避免使用水溶性切削油。

7、最硬的切削工具是钻石,但是它也易碎。钻石能从事含量高的铝加工作业,这种合金因含有硬的硅粒子,会很快地磨损碳化物工具。它也适用于非铁物质之研磨加工,诸如石头、水泥。钻石在高温可被氧化,所以,对加工较难的合金不适用。因为它特别硬,所以常应用在研磨上。油性切削油或水溶性切削油或合成切削液都可被使用。