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技術應用

如何選擇現代新加工鋁合金加工切削液及其維護分析

來源:潤滑世界  作者:小朱  時間:2012-12-04

    即將邁入2013.年送走2012年,新一代的工業技術時刻準備著技術的更能換代,在現代的航空、汽車工業、石油化工以及電子等近代機械制造工業的迅速崛起時代,鋁合金金屬加工變得十分普遍。因此,鋁合金加工切削液的選擇非常重要,必須保證良好的潤滑性、冷卻性、過濾性和防銹性。

    鋁合金在物理性能上與大部分鋼材和鑄鐵材料相比,具有很多明顯的特點:強度、硬度與純鋁相比提高很多,但與鋼材相比強度與硬度低,切削力小,導熱性好。由于鋁合金質軟,塑性大,切削時易粘刀,在刀具上形成積屑瘤,高速切削時可能在刀刃上產生熔焊現象,使刀具喪失切削能力,并影響加工精度和表面粗糙度。此外,鋁合金的熱脹系數大,切削熱容易引起工件熱變形,降低加工精度。

    鋁合金的腐蝕形態主要表現為表面變色和孔蝕。鋁的表面由褐色變為黑色,大面積的變色不會發生孔蝕。孔蝕是小而深的侵蝕,但有時孔蝕相互連通形成大的孔洞,析出白色粉末,俗稱白銹。

    鋁合金加工切削液的選擇

    綜上所述,鋁合金加工切削液的選擇非常重要,必須保證良好的潤滑性、冷卻性、過濾性和防銹性,因此,用于鋁合金加工切削液與普通切削液有所不同,選擇一款合適的切削液是十分必要的。

    根據加工條件和加工精度的不同要求,應選擇不同的切削液。由于高速加工可產生大量的熱量,如高速切削、鉆孔等,如果產生的熱量不能及時地被切削液帶走,將會發生粘刀現象,甚至會出現積屑瘤,將嚴重地影響工件的加工粗糙度和刀具的使用壽命,同時熱量也會使工件發生變形,嚴重影響工件的精度。因此切削液的選擇既要考慮其本身的潤滑性,也要考慮其冷卻性能。

    對于精加工,選擇乳化型減摩切削液或低粘度的切削油,如杜索的乳化型切削液solubleAP9001和切削油cut4201。對于半精加工和粗加工,可選擇低濃度的乳化型減摩切削液或半合成減摩切削液等具有良好冷卻性能的切削液,如杜索的乳化型切削液solubleAP9005和半合成切削液SEMIGL8003。

    對于磨削加工來說,磨削下來的磨屑非常細小,而且在磨削過程中會產生大量的熱量,因此選擇切削液時既要考慮潤滑和冷卻性能,還要考慮切削液的過濾性。如選擇的切削液粘稠度過大,切屑不能及時沉積下去或被過濾出去,那么就會隨切削液循環到加工區而劃傷工件表面,從而影響加工表面的光潔度。因此,對于精磨或超精磨選用低粘度減摩磨削油或半合成減磨切削液,如杜索的精磨油grindingoil03和半合成切削液SEMIGL8006。對于半精磨或粗磨,可選用低濃度的半合成切削液或全合成切削液,如杜索的半合成切削液SEMIGL8006和全合成切削液SYNTHETICGF7004。

    在切削液的選擇方面,除了要考慮切削液的潤滑性、冷卻性等性能外,還要考慮切削液的防銹性、成本和易維護等方面的性能。切削油易選用粘度相對較低的基礎油加入減摩添加劑,這樣既可以達到潤滑減摩,也可以具有很好的冷卻和易過濾性。但是切削油存在的問題是閃點低,在高速切削時煙霧較重,危險系數較高,而且揮發快,用戶使用成本相應變高,因此在條件允許的情況下,盡量選用水溶性切削液。

    對于水性切削液,更重要的是考慮其防銹性。現在常用的水性鋁防銹劑有硅酸鹽和磷酸脂,對于工序間存放時間較長的工件,在加工時易選用具有磷酸脂型防銹劑的切削液,因為硅類物質與鋁材長時間接觸會發生腐蝕產生黑色的“硅斑”。切削液的pH值多保持在8~10,如果防銹性不好,鋁材在這種堿性條件下很容易被腐蝕。因此,水溶性切削液一定要具有良好的鋁防銹性能。

    鋁合金加工切削液的使用與維護

    鋁合金加工切削液的配制和使用與普通切削液基本相同,只是在稀釋水的選擇上要更加嚴格。因為水中的許多離子對鋁都會產生腐蝕作用,如果這些離子含量過多就會降低切削液的防銹性能,尤其是在工序間防銹上,例如氯離子、硫酸根離子以及重金屬離子等。另外,一些離子還會與切削液中的鋁防銹劑發生反應而降低切削液的防銹性和穩定性,如鈣、鎂離子等。因此盡量選擇硬度較小的稀釋水,或經過離子交換軟化后的稀釋水,以保證切削液的使用效果和使用壽命。

    鋁合金加工切削液的維護除了需要如普通切削液的日常維護外,還需要注意以下幾點。①過濾:因為鋁合金在堿性條件下易發生反應生成鋁皂,破壞切削液的穩定性,因此應立即將切削下來的鋁屑過濾出去,避免鋁屑與切削液再發生反應而影響到切削液的使用效果與使用壽命。在磨削加工過程中磨出來的鋁屑既細小又輕,很難沉淀下去,如不進行過濾或過濾的不充分,鋁屑就會隨切削液循環系統被帶到加工區而劃傷工件表面,影響加工表面的光澤度。②pH值:因為鋁材對切削液的pH值非常敏感,因此要經常性地對鋁合金切削液pH值進行檢測,如發現異常應及時進行調整。使用pH控制在8~9,以免pH值過高腐蝕工件或pH值過低使細菌大量繁殖而影響切削液的穩定性和使用性能。③定時補加新液:既保證切削液的良好潤滑,也保證了切削液良好的防銹性能和殺菌防腐性能,以延長切削液的使用壽命。

    結論

    鋁合金加工切削液的選擇是非常重要的,既要保證切削液良好的潤滑性、防銹性,還要有良好的穩定性、過濾性和易維護性,只有這樣才能加工出符合要求的產品,最大限度地降低切削液的使用成本。

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