不管是切削或成形,操作中都产生各种形式的摩擦,并产生大量的热量,在绝大多情况下必须加入起润滑和冷却作用的金属加工液,以改善摩擦状态和带走产生的大部分热量,使加工能正常进行,延长刀具或模具的使用寿命。
随着金属加工的高速化和切削量的日趋增大,高性能的切削液已成为金属加工工艺必不可少的组成部分。其应具有的性能如下:
01良好的润滑性能
发生在切削过程中的摩擦磨损较为复杂,它既有流体润滑,又有边界润滑,又有介于流体润滑与边界润滑之间的混合润滑,还有弹性流体润滑。不同的切削工艺,同一切削工艺而切削速度不同,工件材质不同时,各种润滑形态的比例并不相同,因此满足金属加工液的润滑要求的难度是很大的。
02良好的冷却性能
由于金属加工中产生大量的热,切削中高速钢刀具的温度达260~500℃,碳化钨刀具温度达427~650℃,要求金属加工液有良好的冷却性能。
金属加工液冷却性能与其导热系数、比热容和气化热有关,也与润湿性有关。几种介质的比热容、油和水相对传热速度如下表:
几种介质的比热容
介质 | 水 | 汽轮机油 | 硅油 | 双酯 |
比热容/ (J/kg·K) | 1.00 | 0.45 | 0.35 | 0.43 |
油和水相对传热速度
从上表可以看到水的冷却性能最好,为油的1~2倍以上。对矿物油、低黏度油冷却性能好于高黏度油。
当介质的沸点较低时,如水在 100℃以上就会沸腾而汽化,也会带走大量的热量。
03良好的润湿性和渗透性
切削时从时间上应是摩擦发生在润滑剂到达之前,若润滑剂不能及时到达摩擦区域,则润滑剂的性能再好也没有用。
因此如何使润滑剂在摩擦区域及时发挥作用是十分重要的,但事实是润滑剂确实改善了摩擦状态,说明发生摩擦时润滑剂已到达了此区域,很多人为此现象作了研究,有的认为是毛细作用,有的则认为是渗透或挤压,但不管结论如何,要求金属加工液有好的渗透性。当然,在这点上还要配合合适的润滑剂供应方式,如高压喷射、油浴、浸泡等。
所有这些都要求金属加工液要有良好的润湿性和渗透性。
(金属加工液之家)
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