刀具材料与切削液的选择

　　1.工具钢刀具

　　其耐热温度约在200~300℃之间，只能适用于一般材料的切削，在高温下会失去硬度。由于这种刀具耐热性差，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。

　　2.高速钢

　　这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒（有的还含铝）为基础的高级合金钢，它们的耐热明显比工具钢高，允许的最高温度可达600℃。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比，高速钢有一系列优点，特别是它具有较高的坚韧性，适合于几何形状复杂的工件和连续切削加工，而且，高速钢具有良好的可加工性和价格上容易被接受。使用高速钢刀具进行低速和中速切削时，建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时，由于发热量大，以采用水基切削液为宜。若使用油基切削液会产生较多的烟雾，污染环境，而且容易造成工件烧伤，加工质量下降，刀具磨损增大。

　　3.硬质合金刀具

　　用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）和5％~10％的钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达1000℃，具有优良的耐热性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。在选用切削时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使用刀具均匀受热，否则会导致崩刃。在加工一般材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件温升较高，使工件产生热变形，影响工件加工精度，而且在没有润滑剂的条件下进行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的磨损也加快。干切削也是不很合算的。

　　4.陶瓷刀具

　　采用氧化铝（AI2O3）、金属和碳在高温下烧结而成，这种材料的高温耐磨性比硬质合金要好，一般采用干切削，但考虑到均匀的冷却和避免温度过高，也常用水基切削液。

　　5.金刚石刀具

　　具有极高的硬度，一般采用干切削。为避免温度过高，也象陶瓷材料一样，许多情况下采用水基切削液。在选用切削液时一般油基切削液的热传导性能较差，使刀具产生骤冷的危险性比水基切削液小，所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在使用冷却液进行切削时，要注意均匀冷却刀具，在开始切削之前，最好预先用切削液冷却刀具。对于高速切削，要用大流量切削液喷淋切削区，以免赞成刀具受热不均匀产生崩刃，亦可减少由于温度过高产生蒸发形成和烟污染。首先要了解到油基和水基切削液的特性！一般来说，油基切削液的润滑性能好，而水基切削液冷却性能好，而乳化液即具有一定的润滑性和防锈性，又有一定的冷却性和清洗性，但是容易产生微生物而发生分解变质。

　　主要从下列几个方面考虑切削液的选择：

　　1.根据工件材料选择

　　切削加工-工件材料可切削性对切削液的选择:工件材料的可切削性对切削液的选择具有重要的意义。切削加工的具体情况和要求不同，切削加工的难易程度就不同。粗加工时，要求刀具的磨损慢和加工生产率高；精加工时，要求工件有高的精度和较小的表面粗糙度。对于难加工的材料应选用活性高、含抗磨、极压添加剂的切削液；对于容易加工的材料则选用不含极压添加剂的切削液。切削有色金属和轻金属时，切削力和切削温度都不高，可选用矿物油和高浓度乳化液。切削合金钢时，如果切削量较低、表面粗糙度要求较小（如拉削以及螺纹切削），此时需要优异润滑性能的切削液，可选用极压切削油和高浓度乳化液。切削铸铁与青铜等脆性材料时，切削中常形成崩碎切屑，容易随切削液到处流动，流入机床导轨之间造成部件损坏，可使用冷却和清洗性能好的低浓度乳化液。

　　2.根据工件方法选择

　　较高切削速度的粗加工中（例如：车削、铣削、钻削），要求切削液具有良好的冷却性能，这时应选用水基切削液以及低浓度乳化液。在一些精密的高强度加工中（例如：拉削、攻丝、深孔钻削、齿轮加工）， 此时需要切削液具有优异的润滑性能，可选用极压切削油和高浓度乳化液。

　　3.根据刀具材料选择

　　a ．工具钢刀具：此类刀具的耐热温度在200 — 300 o C ，耐热性能差，高温下会失去硬度，因此要求采用冷却性能好的切削液，以低浓度乳化液为宜。

　　b ．高速钢刀具：高速粗切削时，切削量大，产生大量的切削热，为避免工件烧伤而影响加工质量，应采用冷却性好的水基切削液；如果用高速钢刀具进行中、低速的精加工时，为减小刀具和工件的摩擦黏结，抑制切削瘤生成，提高加工精度，一般采取油基切削液或高浓度乳化液。

　　c ．硬质合金刀具：此类刀具熔点和硬度较高，化学和热稳定性较好，切削和耐磨性能比高速钢刀具要好的多。在一般的加工中可使用油基切削液。如果是重切削时，切削温度很高，容易极快磨损刀具，此时应使用流量充足的冷却润滑液，以3% — 5% 的乳化液为宜（采用喷雾冷却，效果更好）。

　　d ．陶瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具：这些刀具硬度和耐磨性较高，切削时一般不使用切削液，有时也可使用水基切削液。

　　4.根据机床要求选择选择切削液时，必须要考虑到机床结构是否适应。一般要按照机床说明书规定的切削液品种，如没有特殊理由不要轻易更改，以免导致机床损坏。

　　5.根据经济效益选择
选择切削液必须进行综合的经济分析，正确的评价切削液的经济效益。费用大致有：购买切削液的费用、切削液的管理费用、切削刀具的耗损费、生产效率的提高、切削液的使用周期、切削液的废弃处理费用等诸多方面。在加工产品的总费用里，购买切削液的费用只占很小一部分，如果正确地选用了切削液而改善了产品质量和操作环境，提高了加工效率，延长刀具的耐用度，减少了切削液补充、管理的费用….. 从而带来显著的经济效益。如果选用不当，会产生相反的效果。所以需要进行综合的经济分析。

　　6.其他方面的考虑

　　如果选用了油基切削液，就需要强调防火安全性；如果选用了水基切削液，就应考虑切削液的排放问题，企业应具备废液处理设施和采取相应措施。另外需要遵循安全卫生法、消防法、污水排放法等法规！

（常州海纳化学技术部）

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