用于数控工具磨床的新型合成切削油

合成切削油的优越性

在美国，许多生产切削刀具的车间，几年前刚把数控工具磨床的切削液由水基乳化液改为由天然原油提炼的纯矿物油，现在又要将这种纯矿物油改为由人工合成的切削油，其原因是合成切削油比标准矿物油有更多的优点。例如，有报道称，合成切削油的润滑性能分别为矿物切削油的5倍和水基切削液的10倍；此外，它们的蒸发率比矿物油慢60%，几乎不会损耗，也不会滋生细菌，并可避免把钴和碳化物从硬质合金刀具中浸出。

高的润滑性能可延长砂轮的寿命，并阻止热量传入工件，从而获得无裂缝的光洁的加工表面。使用矿物油已经可延长砂轮寿命50%，而合成切削油则更多，这对消耗砂轮的刀具磨削加工车间是很有益的，因为一个砂轮的售价可高达1万美元。

应用水基切削液使大量的热量传给工件，而合成切削油则把热量随磨屑一起冲走。水在有效地吸取热量过程中有可能导致沸腾，形成蒸汽，从而不能起到冷却的作用，而油是不会沸腾的。

切削油包括合成切削油和矿物油都适用于工具磨床，它们都能润滑机床的摩擦副，不损害导轨，不使零件生锈，而且在磨削硬金属时不会生成“黑层”。

“如果使用亚微米的过滤器并保持切削液清洁，那么合成切削油的使用寿命可以达到和机床寿命一样长”，分销德国Oel-Held公司SintoGrind纯合成切削油的公司总裁(Peter Knowles)如是说。

SintoGrind由聚Alpha烯烃(PAOs)制成，约有4家公司生产PAOs，它是把煤气混合物与催化剂起反应、在高温高压下合成的一种液体。

由于它的分子结构，PAOs液体是纯的，不含不需要的分子链，如芳香烃和芳香环烃等。这些分子却可以在由原油生产的矿物油中找到，即使经过二次或三次的精炼，在所有的矿物油中仍存在着不稳定的分子链，它们会在磨削的高温高压下被打断，从而逐渐使油变质，车间不得不定期更换切削油。

SintoGrind主要用于金刚石砂轮高速磨削硬质合金、高速钢及不锈钢，尤其适用于制造硬质合金刀具的工具磨床，因为它不会浸出碳化物到磨屑里，使操作者不会沾上这些有害物质。

除了对机床有好处外，这类油对操作者也有利，因为它不含杀虫剂，不滋生细菌、真菌和发酵菌，也不会生成致癌的亚硝酸胺。

对操作者有利的还有，SintoGrind几乎不产生泡沫或油雾，而水基切削液有95%都使用车间的水，只有少数使用外面供应水。软水易产生泡沫，而硬水有腐蚀性。

尽管SintoGrind是合成的，但仍是碳氢化合物，如果有足够的热量，可引起燃烧，好在其燃点很高。

使用切削油对机床的要求

现今大多数使用矿物或合成切削油的工具磨床工作时，机床都应该完全封闭，并包含一些必要的装置，如抽吸装置、灭火装置、流量控制仪器和使用耐油的零件。

抽吸装置排出油气、油雾和油烟，以防止它们刺激操作者。为了使排放的空气不污染环境，系统需配备导向器、过滤网、静电过滤系统和活性碳过滤器；配置有中央排风系统的车间应使用消雾器对空气进行过滤。

抽吸阀门装在机床的顶部，万一发生爆炸，它可以释放能量，然后阀门会自动关闭，停止抽吸。此外，因为油是可燃烧的，磨床要配备自动灭火装置。为防止爆炸的可能性，须将油加2～3个大气压经多个喷嘴喷淋砂轮和工件。一旦油的流量供不上，流量控制仪会立刻停机。所配置的油位控制仪则可防止油中混入空气后被泵至砂轮—工件接触区。机床的软管、电缆、密封圈、行程开关的塑料件以及磨削区内的橡胶都应是耐油的。因为油的热容量比水基的切削液小，因此使用的油流量应加倍，如果用同样流量的泵，则必须配置切削油的冷却装置。

（赵炳桢 译）

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