冷却液的选择

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发表时间:2015-08-27 09:44作者:小尼

    冷却液的选择

大部分金属切削需要使用切削液,甚至在可以正常进行干切削,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。ASTM D2881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1 μm,真溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40 nm。胶体乳液(-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。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”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。

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ASTM D 2881分类中的-A-B-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ASTM D 2881分类中的-A-B-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%造车网版权所有,油滴粒度 2~10 μm; 微乳液:含油40%~50%,油滴粒度<1 μm; 半合成乳液:含油5%~40%,油滴粒度约0.1 μm;
(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ASTM D 2881分类中的。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。

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