切削液技术讲述.doc

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 切削液技术 　　众所周知，切削液是金属切削加工的重要配套材料。人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。从1775年英国的约翰·威尔金森（J．wilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。到1860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。 　　19世纪80年代，美国科学家就已首先进行了切削液的评价工作。?F·W·Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高对30%～40%的现象和机理。针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢，切削液的主要作用是冷却，故提出“冷却剂”一词。从那时起，人们把切削液称为冷却润滑液。 　　随着人们对切削液认识水平的不断提高以及实践经验的不断丰富，发现在切削区域中注入油剂能获得良好的加工表面。最早，人们采用动植物油来作为切削液，但动植物油易变质，使用周期短。20世纪初，人们开始从原油中提炼润滑油，并发明了各种性能优异的润滑添加剂。在第一次世界大战之后，开始研究和使用矿物油和动植物油合成的复合油。1924年，含硫、氯的切削油获得专利并应用于重切削、拉削、螺纹和齿轮加工。 　　刀具材料的发展推动了切削液的发展，1898年发明了高速钢，切削速度较前提高2～4倍。1927年德国首先研制出硬质合金，切削速度比高速钢又提高2～5倍。随着切削温度的不断提高，油基切削液的冷却性能已不能完全满足切削要求，这时人们又开始重新重视水基切削液的优点。1915年生产出水包油型乳化液，并于1920年成为优先选用的切削液用于重切削。1948年在美国研制出第一种无油合成切削液，并在20世纪70年代由于油价冲击而使应用提高。 　　近十几年来,?由于切削技术的不断提高，先进切削机床的不断涌现，刀具和工件材料的发展，推动了切削液技术的发展。随着先进制造技术的深入发展和人们环境保护意识的加强，对切削液技术提出了新的要求，它必将推动切削液技术向更高领域发展。? 　　切削液的重要作用 　　在金属切削加工中，合理使用切削液，能够减小刀具与工件之间的摩擦，降低切削温度，减少刀具磨损，从而提高切削效率和加工质量，延长刀具使用寿命，降低加工成本。在切削加工中，切削液主要是起冷却和润滑作用。 　　（1）冷却作用?切削液浇注在切削区后通过切削热的传导、对流和气化，把刀具、工件和切屑上的切削热带走，从而降低了切削区的温度，达到冷却作用，提高了刀具的耐用度和工件的加工精度。 　　（2）润滑作用?切削液渗透到切削区，在刀具与切屑和工件的接触表面上产生吸附并发生化学反应，形成润滑油膜而起到润滑作用，抑制了积屑瘤的产生，有效地减小切削力，降低工件表面粗糙度。此外，切削液还有清洗、排屑和防锈作用。 　　切削液的现状 　　目前，切削液的品种繁多，作用各异，但归纳起来分为两大类，即油基切削液和水基切削液。 　　（1）油基切削液?油基切削液即切削油，它主要用于低速重切削加工和难加工材料的切削加工。目前使用的切削油有以下几种： 　　①矿物油：常用作为切削液的矿物油有全损耗系统用油、轻柴油和煤油等。它们具有良好的润滑性和一定的防锈性，但生物降解性差。 　　②动植物油：常用作为切削液的动植物油有鲸鱼油、蓖麻油、棉子油、菜于油和豆油。它们具有优良的润滑性和生物降解性，但易氧化变质。 　　③普通复合切削液：它是在矿物油中加人油性剂调配而成。它比单用矿物油性能好。 　　④极压切削油：它是在矿物油中加入含硫、磷、氯、硼等极压添加剂、油溶性防锈剂和油性剂等调配而成的复合油。 　　（2）水基切削液?水基切削液分为三大类，即乳化液、合成切削液和半合成切削液。 　　①乳化液：它由乳化油与水配置而成。乳化油主要是由矿物油（含量为50%～80%）、乳化剂、防锈剂、油性剂。极压剂和防腐剂等组成。稀释液不透明，呈乳白色。但由于其工作稳定性差，使用周期短，溶液不透明，很难观察工作时的切削状况，故使用量逐年减少。 　　②合成切削液：它的浓缩液不含矿物油，由水溶性防锈剂、油性剂、极压剂。表面活性剂和消泡剂等组成。稀释液呈透明状或半透明状。主要优点是：使用寿命长；优良的冷却和清洗性能，适合高速切削；溶液透明，具有良好的可见性，特别适合数控机床、加工中心等现代加工设备上使用。但合成切削液容易洗刷掉机床滑动部件上的润滑油，造成滑动不灵活，润滑性能相对差些。 　　③半合成切削液：也称微乳化切削液。它的浓缩液由少量矿物油（含量为5%～30%），油性剂、极压剂、