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如何根据刀具原料选用切削液

2022.01.21
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切削液一般也被称为“冷却液” , 在金属加工过程中它除具有光滑、冷却、排屑、防锈的功用外, 还具有防泡沫、对环境友好、*等功用。切削液的选用与工件表面质量和加工精度有关, 还与被加工资料、加工工艺过程以及刀具资料密切相关。文章就数控刀具的常用资料与切削液的选用的联系进行探讨,旨在协助工程技术人员正确运用切削液及有效运用数控刀具。

数控刀具典型资料:

1 .1  高速钢:

高速钢是加人了较多的钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的硬度(62HRC ~ 67HRC)和耐热性, 在切削温度高达500 ~ 650 ℃时仍能进行切削;高速钢的强度高(抗弯强度是一般硬质合金的2 ~ 3 倍, 陶瓷的5 ~ 6 倍)、韧性好, 可在有冲击、振荡的场合应用;它可以用于加工有色金属、结构钢、铸铁、高温合金等范围广泛的资料。高速钢的制作工艺性好, 简单磨出锋利的切削刃, 适于制作各类刀具, 特别适于制作钻头、拉刀、成形刀具、齿轮刀具等形状复杂的刀具。

高速钢按切削功能可分为一般高速钢和高功能高速钢;按制作工艺方法可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。

1 .2  硬质合金:

硬质合金是用高硬度、难熔的金属碳化物(WC 、TiC 等)和金属粘结剂(Cr 、Ni 等)在高温条件下烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金的常温硬度达89HRA ~ 93HRA , 760 ℃时其硬度为77HRA ~ 85HRA ,在800 ~ 1 000 ℃时硬质合金还能进行切削, 刀具寿数*几倍到几十倍, 可加工包含淬硬钢在内的多种资料。但硬质合金的强度和韧性比高速钢差, 常温下的冲击韧性仅为高速钢的1 8 ~ 130 , 因此, 硬质合金接受切削振荡和冲击的能力较差。表1 是硬质合金的几品种型。

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温力学功能, 与金属的亲合力小, 不易与金属发生粘结, 并且化学稳定性好。陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工资料的切削加工, 可以用于超高速切削、高速切削和硬资料切削。

1 .4  超硬刀具:

超硬资料是指人工金刚石和立方氮化硼(简称CBN), 以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称PCD)和聚晶立方氮化棚(简称PCBN)等。

超硬资料具有优良的耐磨性, 主要应用于高速切削及难切削资料的加工。

2  常见切削液的品种

为习惯不同的加工工艺要求, 切削液有很多品种, 按化学组成和状态可分为水基切削液和油基切削液两大类。一般用水稀释而成的切削液称为水基切削液, 不需要用水稀释而运用的切削液称为油基切削液。水基切削液以冷却为主, 光滑功能较差,常用的水基切削液有:防锈乳化液、防锈光滑剂乳化液、极压乳化液、微乳液等;油基切削液以光滑效果为主, 冷却效果和清洗效果较差, 常用的油基切削液有:纯矿物油、脂肪油(或油性添加剂)+矿物油、非活性极压切削油、活性极压切削油等。几种主要切削液的组成及应用特色如表2 所示。

3  切削液的合理选用

3 .1  高速钢刀具:

这种资料是以铬、镍、钨、钼、钒(有的还含有铝)为基础的*合金钢, 它们的耐热性明显*, 答应的*高温度可达600 ℃。与其他耐高温的金属和陶瓷资料相比, 高速钢有一系列优点, 特别是它有较高的韧性, 适合于几何形状复杂的工件和连续的切削加工, 并且高速钢具有杰出的可加工性和价格上简单被接受的特色 。

因为高速钢刀具红硬性差, 运用中需选用切削液。低速和中速切削时, 主张选用油基切削液或乳化液。在高速切削时, 因为发热量大, 以选用水基切削液为宜。若运用油基切削液会发生较多油雾, 污染环境, 并且简单构成工件烧伤, 加工质量下降, 刀具磨损增大。别的, 粗加工时主张选用极压水溶液或极压乳化液, 而精加工时选用极压乳化液或极压切削油, 以减小摩擦, 进步表面质量和精度, 延伸刀具寿数。

3 .2  硬质合金刀具:

硬质合金是由碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和5 %~ 10 %的钴组成, 它的硬度大大超越高速钢, *高答应工作温度可达1 000 ℃, 具有优良的耐磨功能, 在加工钢铁资料时, 可削减切屑间的粘结现象。

因为硬质合金刀具红硬性好, 在加工一般的资料时, 一般不加切削液而选用干切削, 但在干切削时, 工件温升较高, 使工件易发生热变形, 影响工件加工精度, 并且在没有光滑剂的条件下进行切削, 因为切削阻力大, 使功率消耗增大, 刀具的磨损也加速。硬质合金刀具价格较贵, 所以从经济方面考虑,干切削也是不合算的。

在选用切削液时, 要考虑硬质合金对骤热的敏感性, 尽可能使刀具均匀受热, 否则会导致崩刃。一般油基切削液的热传导功能较差, 使刀具发生骤冷的危险性要比水基切削液小, 所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在运用切削液进行切削时,要注意均匀地冷却刀具, *好在开始切削之前预先冷却刀具。关于高速切削, 要用大流量切削液喷淋切削区, 以免构成刀具受热不均匀而发生崩刃, 亦可削减因为温度过高发生蒸发而构成的油烟污染。

3 .3  陶瓷刀具:

这种资料选用氧化铝、金属和碳化物在高温下烧结而成, 它的高温耐磨性比硬质合金还要好, 故一般选用干切削。考虑到均匀的冷却和防止温度过高, 也常运用水基切削液, 但*好连续、充沛的浇注,不要间断。

3 .4  金刚石刀具:

具有极高的硬度, 一般运用干切削。为防止温度过高, 也像陶瓷资料一样, 许多情况下选用水基切削液。


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