切削液一般也被稱(chēng)為“冷卻液” , 在金屬加工過(guò)程中它除具有光滑、冷卻、排屑、防銹的功用外, 還具有防泡沫、對(duì)環(huán)境友好、*等功用。切削液的選用與工件表面質(zhì)量和加工精度有關(guān), 還與被加工資料、加工工藝過(guò)程以及刀具資料密切相關(guān)。文章就數(shù)控刀具的常用資料與切削液的選用的聯(lián)系進(jìn)行探討,旨在協(xié)助工程技術(shù)人員正確運(yùn)用切削液及有效運(yùn)用數(shù)控刀具。
1 .1 高速鋼:
高速鋼是加人了較多的鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼具有較高的硬度(62HRC ~ 67HRC)和耐熱性, 在切削溫度高達(dá)500 ~ 650 ℃時(shí)仍能進(jìn)行切削;高速鋼的強(qiáng)度高(抗彎強(qiáng)度是一般硬質(zhì)合金的2 ~ 3 倍, 陶瓷的5 ~ 6 倍)、韌性好, 可在有沖擊、振蕩的場(chǎng)合應(yīng)用;它可以用于加工有色金屬、結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵、高溫合金等范圍廣泛的資料。高速鋼的制作工藝性好, 簡(jiǎn)單磨出鋒利的切削刃, 適于制作各類(lèi)刀具, 特別適于制作鉆頭、拉刀、成形刀具、齒輪刀具等形狀復(fù)雜的刀具。
高速鋼按切削功能可分為一般高速鋼和高功能高速鋼;按制作工藝方法可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。
1 .2 硬質(zhì)合金:
硬質(zhì)合金是用高硬度、難熔的金屬碳化物(WC 、TiC 等)和金屬粘結(jié)劑(Cr 、Ni 等)在高溫條件下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的常溫硬度達(dá)89HRA ~ 93HRA , 760 ℃時(shí)其硬度為77HRA ~ 85HRA ,在800 ~ 1 000 ℃時(shí)硬質(zhì)合金還能進(jìn)行切削, 刀具壽數(shù)*幾倍到幾十倍, 可加工包含淬硬鋼在內(nèi)的多種資料。但硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性比高速鋼差, 常溫下的沖擊韌性?xún)H為高速鋼的1 8 ~ 130 , 因此, 硬質(zhì)合金接受切削振蕩和沖擊的能力較差。表1 是硬質(zhì)合金的幾品種型。
1 .3 陶瓷刀具:
陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨功能及杰出的高溫力學(xué)功能, 與金屬的親合力小, 不易與金屬發(fā)生粘結(jié), 并且化學(xué)穩(wěn)定性好。陶瓷刀具主要應(yīng)用于鋼、鑄鐵及其合金和難加工資料的切削加工, 可以用于超高速切削、高速切削和硬資料切削。
1 .4 超硬刀具:
超硬資料是指人工金剛石和立方氮化硼(簡(jiǎn)稱(chēng)CBN), 以及用這些粉末與結(jié)合劑燒結(jié)而成的聚晶金剛石(簡(jiǎn)稱(chēng)PCD)和聚晶立方氮化棚(簡(jiǎn)稱(chēng)PCBN)等。
超硬資料具有優(yōu)良的耐磨性, 主要應(yīng)用于高速切削及難切削資料的加工。
為習(xí)慣不同的加工工藝要求, 切削液有很多品種, 按化學(xué)組成和狀態(tài)可分為水基切削液和油基切削液兩大類(lèi)。一般用水稀釋而成的切削液稱(chēng)為水基切削液, 不需要用水稀釋而運(yùn)用的切削液稱(chēng)為油基切削液。水基切削液以冷卻為主, 光滑功能較差,常用的水基切削液有:防銹乳化液、防銹光滑劑乳化液、極壓乳化液、微乳液等;油基切削液以光滑效果為主, 冷卻效果和清洗效果較差, 常用的油基切削液有:純礦物油、脂肪油(或油性添加劑)+礦物油、非活性極壓切削油、活性極壓切削油等。幾種主要切削液的組成及應(yīng)用特色如表2 所示。
3 .1 高速鋼刀具:
這種資料是以鉻、鎳、鎢、鉬、釩(有的還含有鋁)為基礎(chǔ)的*合金鋼, 它們的耐熱性明顯*, 答應(yīng)的*高溫度可達(dá)600 ℃。與其他耐高溫的金屬和陶瓷資料相比, 高速鋼有一系列優(yōu)點(diǎn), 特別是它有較高的韌性, 適合于幾何形狀復(fù)雜的工件和連續(xù)的切削加工, 并且高速鋼具有杰出的可加工性和價(jià)格上簡(jiǎn)單被接受的特色 。
因?yàn)楦咚黉摰毒呒t硬性差, 運(yùn)用中需選用切削液。低速和中速切削時(shí), 主張選用油基切削液或乳化液。在高速切削時(shí), 因?yàn)榘l(fā)熱量大, 以選用水基切削液為宜。若運(yùn)用油基切削液會(huì)發(fā)生較多油霧, 污染環(huán)境, 并且簡(jiǎn)單構(gòu)成工件燒傷, 加工質(zhì)量下降, 刀具磨損增大。別的, 粗加工時(shí)主張選用極壓水溶液或極壓乳化液, 而精加工時(shí)選用極壓乳化液或極壓切削油, 以減小摩擦, 進(jìn)步表面質(zhì)量和精度, 延伸刀具壽數(shù)。
3 .2 硬質(zhì)合金刀具:
硬質(zhì)合金是由碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)和5 %~ 10 %的鈷組成, 它的硬度大大超越高速鋼, *高答應(yīng)工作溫度可達(dá)1 000 ℃, 具有優(yōu)良的耐磨功能, 在加工鋼鐵資料時(shí), 可削減切屑間的粘結(jié)現(xiàn)象。
因?yàn)橛操|(zhì)合金刀具紅硬性好, 在加工一般的資料時(shí), 一般不加切削液而選用干切削, 但在干切削時(shí), 工件溫升較高, 使工件易發(fā)生熱變形, 影響工件加工精度, 并且在沒(méi)有光滑劑的條件下進(jìn)行切削, 因?yàn)榍邢髯枇Υ螅?使功率消耗增大, 刀具的磨損也加速。硬質(zhì)合金刀具價(jià)格較貴, 所以從經(jīng)濟(jì)方面考慮,干切削也是不合算的。
在選用切削液時(shí), 要考慮硬質(zhì)合金對(duì)驟熱的敏感性, 盡可能使刀具均勻受熱, 否則會(huì)導(dǎo)致崩刃。一般油基切削液的熱傳導(dǎo)功能較差, 使刀具發(fā)生驟冷的危險(xiǎn)性要比水基切削液小, 所以一般選用含有抗磨添加劑的油基切削液為宜。在運(yùn)用切削液進(jìn)行切削時(shí),要注意均勻地冷卻刀具, *好在開(kāi)始切削之前預(yù)先冷卻刀具。關(guān)于高速切削, 要用大流量切削液噴淋切削區(qū), 以免構(gòu)成刀具受熱不均勻而發(fā)生崩刃, 亦可削減因?yàn)闇囟冗^(guò)高發(fā)生蒸發(fā)而構(gòu)成的油煙污染。
3 .3 陶瓷刀具:
這種資料選用氧化鋁、金屬和碳化物在高溫下燒結(jié)而成, 它的高溫耐磨性比硬質(zhì)合金還要好, 故一般選用干切削??紤]到均勻的冷卻和防止溫度過(guò)高, 也常運(yùn)用水基切削液, 但*好連續(xù)、充沛的澆注,不要間斷。
3 .4 金剛石刀具:
具有極高的硬度, 一般運(yùn)用干切削。為防止溫度過(guò)高, 也像陶瓷資料一樣, 許多情況下選用水基切削液。
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