切削难切削材料时的切削液选用

由于现代科技的发展,对产品性能提出了高的要求,采用了许多高耐磨性、耐蚀性、耐热性、高强度等性能优良的工程材料。而这些材料大多数属于切削加工性差的难切削材料。为了使这些材料顺利地切削加工成合格的零、部件,除合理选用其他切削条件外,合理选用性能好的切削液,也是一个重要的条件。

合理选用切削液,可以有效地减小切削过程中的摩擦,改善散热条件,降低切削力、切削温度和刀具磨损,提高刀具耐用度和切削加工效率,保证已加工表面质量和降低成本。

1．难切削材料的切削特点:

在难切削材料中,有的硬度可能高达HRC60以上,抗拉强度比45号钢的抗拉强度高3倍左右,造成切削力比切削45号钢高200%～250%；有的材料导热系数只有45号钢导热系数的1/4～1/7或更低,造成切削区的热量不能很快传出,形成高的切削温度,限制了切削速度的提高；有的材料高温硬度和强度高,造成切削力和切削温度高；有的材料加工硬化程度比基体硬度高100%～200%,硬化深度达0.1～0.3mm,造成切削难；有的材料化学活泼性大,造成刀具产生严重的粘结和扩散磨损；有的材料的弹性模量极小和弹性恢复及延伸率大,更难于切削。因此,在切削各种难切削材料时,要根据所切削材料的性能和切削特点与加工阶段,选用相宜的切削液,以改善难切削材料的切削加工性,而达到加工的目的。

2．难切削材料切削时切削液的选用:

常用的切削液有水溶液、普通乳化液、极压乳化液、矿物油、复合(植物、矿物、动物)油、极压切削油。在它们中,水溶液冷却效果最好,极压切削液的润滑效果最好。一般的切削液在200℃左右就失去润滑能力,可是在切削液中添加极压添加剂(如氯化石蜡、四氯化碳、硫代磷酸盐、二烷基二硫代磷酸锌等)就成为润滑良好的极压切削液,就可在600～1000℃高温和1470～1960Mpa高压条件下起润滑作用。所以,含硫、磷、氯等极压添加剂的乳化液或切削油,不仅适用于碳钢、合金钢的冷却与润滑,特别适用于难切削材料加工过程中的冷却与润滑。下面介绍常用的几种难切削材料加工时切削液的选用。

不锈钢。在粗加工时,选用3%～5%乳化液或10%～15%极压乳化液、极压切削油和硫化油。在精加工时,选用极压切削油或10%～20%极压乳化液、硫化油、硫化油80%～85%+CCl4 15%～20%、矿物油78%～80%+黑机油或植物油和猪油18%+硫1.7%、机械油90%+CCl4 10%、煤油50%+油酸25%+植物油25%。拉削、攻丝和铰孔时,用15%～20%极压乳化液或极压切削油、硫化豆油或植物油；在硫化油中添力口CCl4 10%～20%、在猪油中加入20%～30% CCl4、在硫化油中加入10%～15%的煤油用于铰孔。在硫化油中加入1.5%～20%CCl4或用自铅油加机械油、或用煤油稀释氯化石蜡、或用MoS2油膏用于攻丝。在滚齿和插齿时,应采用20%～25%极压乳化液或极压切削油。在钻孔时,用10%～15%乳化液或10%～15%极压乳化液、极压切削油。

高温合金。除采用同不锈钢的切削液外,在粗加工时,用硫酸钾2%+亚硝酸钾1%+三乙醇胺7%+甘油7%～10%+水余量或用葵二酸7%～10%+亚硝酸钠5%+三乙醇胺7%～10%+硼酸7%～10%+甘油7%～10%+水余量。对于镍基高温合金,应避免使用含硫的切削液,以免造成应力腐蚀,使零件的疲劳强度降低。

钛合金。粗加工时,采用3%～5%乳化液或10%～15%的极压乳化液。精加工时,采用极压切削油(石油磺酸钠10%+油酸3%+石油磺酸铅6%+三乙醇胺3.5%+氯化石腊4%+氯化硬脂酸3%+20号机械油70.5%)、极压水溶液、CCl4+等量的酒精。拉削、攻丝、铰孔时,采用极压切削油、油酸、硫化油、氯化油、蓖麻油60%+煤油40%。拉削时,还可采用聚醚30%+酯类油30%+7号机械油30%+防锈剂与抗泡沫剂10%。钻孔时,采用极压乳化液或切削油、硫化油、电解切削液。

高强度钢。除采用常用的切削液外,应采用极压切削液。用菜子油或豆油攻丝效果较好。加工钼时,用CCl4加20号机械油或用MoS2润滑脂。精加工纯铁时,用酒精稀释蓖麻油作切削剂。加工软橡胶时,用酒精或蒸馏水作切削剂。

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