切削液及其選用分析

1、切削液及其選用分析一、 前言合理選用冷卻潤(rùn)滑液，可以有效地減小切削過(guò)程中的摩擦，改善散熱條件，而降低切削力，切削溫度和刀具磨損，提高刀具耐用度，切削效率和已加工表面質(zhì)量及降低產(chǎn)品的加工成本。隨著科學(xué)技術(shù)和機(jī)械加工工業(yè)的不斷發(fā)展，特別足大量的難切削材料的應(yīng)用和對(duì)產(chǎn)品零件加工質(zhì)量要求越來(lái)越高，這就給切削加工帶來(lái)了難題。為了使這些難題獲得解決，除合理選擇別的切削條件外，合理選擇切削液也尤為重要。二切削的分類1水溶液：其主要成分是水。由于水的導(dǎo)熱系數(shù)是油的導(dǎo)熱系數(shù)三倍，所以它的冷卻性能好。在其中加入一定量的防銹和汕性添加劑，還能起到一定的防銹和潤(rùn)滑作用。2乳化液：(1)普通乳化液：它是由防銹劑，乳化劑

2、和礦物油配制而成。清洗和冷卻性能好，兼有防銹和潤(rùn)滑性能。(2)防銹乳化液：在普通乳化液中，加入大量的防銹劑，其作用同上，用于防銹要求嚴(yán)格的工序和氣候潮濕的地區(qū)。(3)極壓乳化液：在乳化液中，添加含硫，磷，氯的極壓添加劑，能在切削時(shí)的高溫，高壓下形成吸附膜，起潤(rùn)滑作用。3切削油：(1)礦物油：有5#、7#、10#、20#、30#機(jī)械油和柴油，煤油等，適用于一般潤(rùn)滑。(2)動(dòng)，植油及復(fù)合油：有豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油、豬油等。復(fù)合油是將動(dòng)、植、礦三種油混合而成。它具有良好地邊界潤(rùn)滑。(3)極壓切削油：它是以礦物油為基礎(chǔ)，加入油性，極壓添加劑和防銹劑而成。具有動(dòng)，植物油良好地潤(rùn)滑性能和極壓潤(rùn)滑性

3、能。三切削液的作用1.冷卻作用：它可以降低切削溫度，提高刀具耐用度和減小工件熱變形，保證加工質(zhì)量。一般的情況下，可降低切削溫度50150。2.潤(rùn)滑作用：可以減小切屑與前刀面，工件與刀具后刀面的摩擦，以降低切削力，切削熱和限制積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生。一般的切削油在200左右就失去潤(rùn)滑能力。如加入極壓添加劑，就可以在高溫(6001000)、高壓(14701960MPa)條件下起潤(rùn)滑作用。這種潤(rùn)滑叫做極壓潤(rùn)滑。3.清洗作用：可以將粘附在工件，刀具和機(jī)床上的切屑粉末，在一定壓力的切削液作用下沖洗干凈。4.防銹作用：防止機(jī)床、工件、刀具受周圍介質(zhì)(水分、空氣、手汗)的腐蝕。四冷卻潤(rùn)滑液中的添加劑1.油性添加

4、劑：動(dòng)植物油、脂肪酸及其皂、脂肪醇及多元醇、酯類、酮類、胺類等化合物。2.極壓添加劑：含硫、磷、氯等有機(jī)化合物。如氯化石臘、四氯化碳、硫化磷酸鹽、二烷基二硫代磷酸鋅等。含硫的極壓切削油在切削過(guò)程中和金屬起化學(xué)反應(yīng)，生成硫化鐵，它的熔點(diǎn)高(1193)，硫化膜在高溫下不被破壞，在切削鋼件時(shí)，能在1000左右的高溫下，仍保持潤(rùn)滑性能；含氯的極壓添加劑，如氯化石臘(含氯量為4050)，它的化學(xué)性能活潑，在200300時(shí)和金屬起化學(xué)反應(yīng)，氯化物的摩擦系數(shù)低于硫化物，有良好地潤(rùn)滑性能，可耐600的高溫；含磷極壓添加劑，與鋼鐵接觸即被吸附，生成磷酸鐵化學(xué)潤(rùn)滑膜，降低摩擦，比硫氯的效果更為良好。如三種復(fù)合使用

5、，潤(rùn)滑效果更為顯著。3.防銹添加劑：(1)水溶性防銹添加劑：亞硝酸鈉、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、苯甲酸鈉、苯甲酸胺、三乙醇胺等。(2)油溶性防銹添加劑：石油磺酸鋇、石油磺酸鈉、環(huán)烷酸鋅、三壬基萘磺酸鋇等。4.防霉添加劑：苯粉、五氯粉、硫柳汞等化合物。加入萬(wàn)分之幾的防霉添加劑，可殺死細(xì)菌和抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，以防切削液變質(zhì)發(fā)臭。5.抗泡沫添加劑：二甲基硅油。以防止切削液的使用效果。6.助溶添加劑：乙醇、丁乙醇、苯二甲酸脂、乙二醇醚等。7.乳化劑：(1)陰離子型：石油磺酸鈉、油酸鈉皂、松香酸鈉皂、高炭酸鈉皂、磺化蓖麻油、油酸、三乙醇胺。(2)非離子型：聚氧乙烯脂肪醇醚(平平加)、聚氧乙烯烷基酚醚(0P)、山

6、梨糖醇油酸酯(司本)、聚氧乙烯山梨糖醇油酸酯(吐溫)。8.乳化穩(wěn)定劑：乙二醇、乙醇、正丁醇、二乙二醇單正丁基醚、二甘醇、高碳醇、苯乙醇胺、三乙醇胺等。五常用冷卻潤(rùn)滑液的配方1.切削油：(1)礦物油：5#、7#、10#、20#、30#機(jī)械油和輕柴油、煤油。機(jī)械油的號(hào)數(shù)越大，粘度越大。(2)植物油：豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油等。(3)復(fù)合油：煤油50%機(jī)械油50%；豆油50%5。高速機(jī)油50%。(4)極壓切削油：氯化石臘20%二烷基二硫代磷酸鋅1%高速機(jī)油79%。 氯化石臘40%二烷基二硫代磷酸鋅1%石油磺酸鈣1%苯駢三氮唑0.2%乙醇0.560.8%5#高速機(jī)油余量。 硫化棉子油7%5#高速機(jī)

7、械油93%。 氯化石臘20%5#高速機(jī)械油80%。2.乳化液：(1)普通乳化液：35%乳化油(70%5#機(jī)械油+22%脂肪酸及其皂0.5%松香酸鈉皂4.5%乙醇3%石油磺酸鈉)加水稀釋。(2)極壓乳化液：用520%極壓乳化油(10%石油磺酸鈉6%石油磺酸鉛4%氯化石臘3%氯化硬脂酸3%油酸3%三乙酸胺20#機(jī)械油余量)加水稀釋。(3)防銹乳化液：是在普通乳化液中增加防銹劑的比例而成。3.水溶液：(1)用0.250.5%亞硝酸鈉0.250.3%無(wú)水碳酸鈉水余量。 (2)3%油酸鈉皂0.5%亞硝酸鈉+水余量。 (3)10%癸二酸17.5%三乙醇胺8%亞硝酸鈉水余量。六冷卻潤(rùn)滑液的選擇1.選擇原則1

8、.1根據(jù)工件材料選擇(1)鑄鐵、青銅在切削時(shí)，一般不用切削液。精加工時(shí)，用煤油。 (2)切削鋁時(shí)，用煤油。 (3)切削有色金屬時(shí)，不宜用含硫的切削液。 (4)切削鎂合金時(shí)，用礦物油。 (5)切削一般鋼時(shí)，采用乳化液。 (6)切削難切削材料時(shí)，應(yīng)采用極壓切削液。1.2根據(jù)工藝要求和切削特點(diǎn)選擇(1)粗加工時(shí)，應(yīng)選冷卻效果好的切削液。(2)精加工時(shí)，應(yīng)選潤(rùn)滑效果好的切削液。(3)加工孔時(shí)，應(yīng)選用濃度大的乳化液或極壓切削液。(4)深孔加工時(shí)，應(yīng)選用含有極壓添加劑濃度較低的切削液。(5)磨削時(shí)，應(yīng)選用清洗作用好的切削液。(6)用硬質(zhì)合金、陶瓷和PCD、PCBN刀具切削時(shí)，一般不用切削液。要用時(shí)，必須自

9、始自終地供給。PCBN刀具在切削時(shí)，不能用水質(zhì)切削液。固為CBN在1000以上高溫時(shí)，會(huì)與水起化學(xué)反應(yīng)而被消耗。2.選用2.1碳鋼(1)粗加工：a)35%乳化液。 b)鉛油或紅丹粉10%機(jī)械油90%，用于粗車蝸桿。(2)精加工：a)1020的乳化液。 b)1015極壓乳化液。 c)硫化棉子油的切削油。 d)20氯化石臘+80變壓器油或30豆油+20煤油+50高速機(jī)械油，用于精車絲杠。 e)ccl420+80機(jī)械油，用于精車蝸桿。(3)拉削、攻絲、鉸孔：a)1020極壓乳化液。 b)含氯的切削油。 c)含硫，氯的切削油。 d)含硫化棉子油的切削油。 e)含硫，氯，磷的切削油。 f)30煤油+70

10、機(jī)械油，用于光刀。 g)MoS2與機(jī)械油混合，用于攻絲。(4)滾齒，插齒：a)1020極壓乳化液。 b)含硫，磷，氯的極壓切削油。(5)鉆孔：a)35乳化液。 b)510極壓乳化液。2.2合金鋼(1)粗加工：a)35乳化液。 b)510極壓乳化液。(2)精加工：a)1020乳化液。 b)1015極壓乳化液。 c)含硫化棉子油的切削油。(3)拉削、攻絲、鉸孔：a)1020極壓乳化液。 b)含硫、磷、氯極壓切削油。 c)40#機(jī)械油85+二烷基二硫代磷酸鋅5+石油磺酸鈣7+二硫化鉬1氯化石臘1+煤油1。用于攻絲。效果：Vc從1m/min提高到7m/min，絲錐耐用度提高13倍，表面粗糙度由Ra6.

11、3降低為Ra3.2。(4)滾齒、插齒：a)1020極壓乳化液。 b)極壓切削油。(5)鉆孔：a)35乳化液。 b)510極壓乳化液。 c)ccl4和煤油的混合液鉆膜具鋼小孔。 d)氯化石臘20+二烷基二硫代磷酸鋅1+高速機(jī)油79。2.3不銹鋼(1)粗加工：a)35乳化液。 b)1015極壓乳化液。 c)極壓切削油。 d)硫化油(含硫2的機(jī)械油)。(2)精加工：a)極壓切削油。 b)1015乳化液。 c)1520極壓乳化液。 d)硫化油或硫化油8085+ccl41520。 e)礦物油7880+黑機(jī)油或植物油和豬油18+硫1.7。 f)機(jī)械油90+ ccl410。 h)煤油50+油酸25或植物油2

12、5。 i)煤油60+松節(jié)油20+油酸20。(3)拉削、攻絲、鉸孔：a)1520極壓乳化液。 b)極壓切削油。 c)硫化豆油或植物油。 d)在硫化油中加ccl41020或在豬油中加2030ccl4或在硫化油中加1015煤油用于鉸孔。 e)在硫化油中加入1520ccl4或白鉛油加機(jī)械油或煤油稀釋氯化石臘或MoS2切削膏用于攻絲。(4)滾齒、插齒：a)2025極壓乳化液。 b)極壓切削油。(5)鉆孔：a)1015乳化液。 b)1020極壓乳化液。 c)極壓切削油。 d)硫化油。 e)MoS2切削劑。 f)用肥皂涂抹在小鉆頭上，用于在臺(tái)鉆小孔。2.4高溫合金(1)粗加工：a)35乳化液。 b)1015

13、極壓乳化液。 c)極壓切削油。 d)硫化油。 e)硫酸鉀2+亞硝酸鉀1+三乙醇胺7+硼酸710+甘油710+水余量。 f)葵二酸710+亞硝酸鈉5+三乙醇胺710+硼酸710+甘油710+水余量。(2)精加工：a)1025乳化液。 b)1520極壓乳化液。 c)極壓切削油。 d)煤油75+油酸25。(3)拉削、攻絲、鉸孔：a)1020極壓乳化液。 b)極壓切削油。 c)參照不銹鋼所用切削液。 d)防銹和電解切削液也適合于拉削和鉸孔。(4)鉆孔：a)1015乳化液。 b)1020極壓乳化液。 c)極壓切削油。 d)硫化油。 e)MoS2切削劑。2.5鈦合金(1)粗加工：a)35乳化液。b)極壓乳

14、化液。(2)精加工：a)極壓切削油(石油磺酸鈉10+油酸3+石油磺酸鉛6+三乙醇胺3.5氯化石臘4+氯化硬脂酸3+20#機(jī)械油70.5)。b)極壓水溶液(氯化脂肪酸，聚氯乙烯0.50.8+磷酸三鈉0.5+三乙醇胺12+亞硝酸鈉1.2+水余量)。c)CCl4+等量的酒精。(3)拉削、攻絲、鉸孔：a)極壓切削油。 b)蓖麻油。 c)油酸。 d)硫化油。 e)氯化油 f)蓖麻油60+煤油40 g)聚醚30+酯類油30+7#機(jī)械油30+防銹劑與抗泡劑10，用于拉削。(4)鉆孔：a)極壓乳化液。b)極壓切削油。c)電解切削液(癸二酸710+三乙醇胺710+甘油710+硼酸710亞硝酸鈉35+余下水)。d

15、)硫化油。e)30#機(jī)械油60+煤油40或30#機(jī)械油70+煤油30。2.6鑄鐵、黃銅(1)粗加工：a)1015乳化液。(2)精加工：a)煤油。 b)煤油與礦物油的混合油。(3)拉削、攻絲、鉸孔：a)1015乳化液。 b)1020極壓乳化液。 c)煤油。 d)煤油與礦物油的混合油。2.7紫銅(1)粗、精加工：a)35乳化液。 b)煤油。 c)煤油與礦物油的混合油。 d)菜子油。(2)滾齒、插齒：a)1025乳化液。 b)1020極壓乳化液。 c)煤油。 d)煤油與礦物油的混合油。(3)鉆孔：a)35乳化液。 b)煤油。 c)煤油與礦物油的混合油。2.8鋁及其合金(1)粗、精加工：a)35乳化液

16、。b)煤油。c)煤油與礦物油的混合油。d)菜子油。(2)拉削、攻絲、鉸孔、滾齒、插齒：a)1015乳化液。b)1015極壓乳化液。c）煤油。d)煤油與礦物油的混合油。(3)鉆孔：a)35乳化液。b)煤油與礦物油的混合油。C)煤油。2.9青銅(1)粗精加工及鉆孔：a)一般不用切削液。可用35乳化液。(2)拉削、攻絲、鉸孔、滾齒、插齒a)1020乳化液。b)1015極壓乳化液。c)含氯的切削油。2.10高強(qiáng)度鋼采用合金鋼的切削液。用豆油或菜子油攻絲較好。2.11鉬用ccl4加20#機(jī)械油或用MoS2潤(rùn)滑脂。2.12純鐵用碳素鋼的切削液。精加工時(shí)，可用酒精稀釋蓖麻油作切削劑。2.13橡膠切削時(shí)用酒精

17、或蒸餾水。磨削時(shí)，用蘇打1+亞硝酸鈉0.250.5+甘油0.51+余下水。附：一.固體潤(rùn)滑劑MoS21.特點(diǎn)：MoS2的摩擦系數(shù)很小，僅0.050.09，它的潤(rùn)滑膜有很高的抗壓能力及附著能力，粘附在金屬表面的二硫化鉬薄膜，能承受3500MPa的壓力不被破壞；有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與酸堿起作用；溫度穩(wěn)定性好，在400左右才分解，當(dāng)二硫化鋁混于油或脂中，與空氣接觸不充分，氧化溫度還可以提高。2.應(yīng)用：它有油劑，水劑和潤(rùn)滑脂三種，也可將二硫化鉬與硬脂酸和石臘制成臘筆。用時(shí)將二硫化鉬潤(rùn)滑劑涂在刀具表面上，可以成倍地提高刀具耐用度和降低工件表面粗糙度，降低切削力，切削熱，抑制積屑瘤的產(chǎn)生。二.MoS2

18、在切削中的作用1.在車削方面：(1)在刀具上涂MoS2，刀具耐用度可提高一倍以上。(2)在精車蝸桿時(shí)，在切削劑中加2的MoS2，可降低工件表面粗糙度。(3)鉸65Mn孔時(shí)，在乳化液中加1MoS2或鉸不銹鋼孔時(shí)，在乳化液中加3MoS2，不僅工件表面粗糙度低，而且刀具耐用度高。2.在磨削方面：在砂輪表面上涂上MoS2，工件表面粗糙度可降低一級(jí)。3.在切削齒輪方面：在硫化油中加0.51MoS2油劑后，切屑瘤可消除。4.在復(fù)雜刀具方面：在拉削和推削加工時(shí)，在原切削液中添加1520的MoS2油劑后，刀具壽命提高近60倍，工件表面粗糙度可降一級(jí)。5.在攻絲方面：它是潤(rùn)滑性能良好的攻絲切削劑。特別是在擠壓攻

19、絲時(shí)，唯有MoS2的潤(rùn)滑效果最好。6.在鋸切方面：在鋸條上涂上MoS2后，鋸切時(shí)噪音小，鋸條不易損壞。7.在難切削材料方面：如切削鈦合金，高溫合金，不銹鋼時(shí)，在刀具上涂MoS2，效果也十分好。切削液由基礎(chǔ)油復(fù)配不同比例的極壓耐磨添加劑、潤(rùn)滑劑、防銹劑、防霉殺菌劑，催冷劑等添加劑合成，產(chǎn)品因此具有極佳的對(duì)數(shù)控機(jī)床本身、刃具、工件和乳化液的徹底保護(hù)性能。適用于鑄鐵、合金鋼、碳鋼、不銹鋼、高鎳鋼、耐熱鋼、模具鋼等金屬制品的切削加工、高速切削及重負(fù)荷切削加工。包括車、銑、鏜、高速攻絲、鉆孔、鉸牙、拉削、滾齒等多種切削加工。一種特種潤(rùn)滑油，由低粘度潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油加入部分動(dòng)植物油脂及抗氧劑、抗磨劑、防銹劑等經(jīng)調(diào)合制得。有油型和水型兩種。后者含水8095，具有乳化能力，一般稱切削液。切削油在金屬切削加工過(guò)程中用于潤(rùn)滑和冷卻加工工具和部件。 功能 在金屬切削加工中，切削每次都在新生面上進(jìn)行，速度變化每分鐘數(shù)毫米至數(shù)百米，壓力高達(dá)23GPa。切削時(shí)除外摩擦外,還有刀具與切入金屬內(nèi)部的分子內(nèi)摩擦，切削區(qū)界面溫度可達(dá)600800。這樣的高溫高壓會(huì)使刀具的強(qiáng)度和硬度降低，因此切削油必須兼具冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防銹四個(gè)作用。