水溶性切削液的定义及特点

简要描述:应用上称为全合成、半合成、微乳液的,归为此类,是目前应用最广,用量最大,也是非标订制最普遍的品种。主要是以客户的特殊要求定向开发,在性能与成本上求取一个公约数。
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前言

应用上称为全合成、半合成、微乳液的,归为此类,是目前应用最广,用量最大,也是非标订制最普遍的品种。主要是以客户的特殊要求定向开发,在性能与成本上求取一个公约数。

水溶液是以水为主要成分的切削液,因为水的导热性能和冷却效果好,但单纯的水容易使金属生锈,润滑性能差。因此,常在水溶液中加入一定量的添加剂,如防锈添加剂、表面活性物质和油性添加剂等,使其既具有良好的防锈性能,又具有一定的润滑性能。在配制水溶液时,要特别注意水质情况,如果是硬水,必须进行软化处理。

一般而言,水溶液类易起泡,润滑效果不如乳化型切削液。其中全合成型水溶性切削液还相对比较容易伤手。

水溶性切削液的定义及特点

乳化液类(原液中含有少量水的乳化型切削液)

乳化液是原液基本不含水或含有少量的水(少于5%),使用时用20-30倍的水稀释而成工作液,呈乳白色或半透明状的液体,具有良好的冷却作用。但润滑、防锈性能较差。通常再加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂,配制成极压乳化液或防锈乳化液。乳化性产品一般被用在中中-重度切削加工中,如拉削,在加工工艺中会使用到拉刀。

一般而言,乳化型切削液比半合成、全合成、微乳液易发臭。但润滑极压效果会好一些,工作液的乳液稳定性是产品优劣的重要指标。

切削油类(原液与工作液均不含有水的切削纯油)

按国标分类,以润滑为优先考虑的切削液就是切削纯油。切削油的主要成分是矿物油,少数采用动物油或复合油。纯矿物油不能在摩擦界面形成坚固的润滑和防锈作用。纯油含有油溶性功能添加剂,都不可溶于水。大多数的切削油是基于环烷油制成的,为了使其具有更好的可添加剂溶解性。切削油通常被用在钻孔,攻丝,及那些需要高润滑性要求的加工工艺中。

总结

从成本透明性而言,切削纯油>乳化液>水溶液

从使用经济性而言,乳化液>水溶液>切削纯油

从管理难度而言,水溶性>乳化液>切削纯油

1.定义

水溶性切削液(water soluble cutting fluid),是由极压剂、防锈剂、矿物油及多种表面活性剂,经科学方法调制而成的新一代半合成微乳型水溶性切削液。

水溶性切削液是介乎全合成切削液与乳化液之间的一种半合成切削液,既有乳化油的润滑性、极压性而且又具备合成切削液的环保性能、优异的清洗性能、使用周期长等性能,同时也具备优越的极压性及良好的消泡性、防锈性。

水溶性切削液适用于钢、铸铁、不锈钢、铜铝及其合金等金属的切削加工,使用周期长;水溶性切削液广泛应用于大型加工中心和自动车床上。当前水溶性切削液的主要设备提供商有美国奎克(castrol)、英国嘉实多(quakerchem)、德国福斯(fuchs)等国际知名品牌。

2.特点

水溶性金属切削液的主要目的:

(1)延长刀具的使用寿命;

(2)保证和提高工件的加工尺寸精度;

(3)改善工件表面的光洁度;

(4)及时排除金属屑,确保切削过程顺利进行;

(5)及时带走切削热,迅速均匀冷却刀具和工件等;

(6)防止机床和工件产生腐蚀和锈蚀;

(7)提高切削加工效率,降低成本。

为实现上述目的,要求水溶性金属切液必须具备下列几方面主要性能:

冷却性能

在金属切削加工过程中,所消耗的能量,绝大部分(90%以上)都转变成切削热,它不但使刀具容易磨损,而且使工件容易产生局部烧伤或发暗,影响工件的表面的加工精度及加工质量。因此,要求水溶性金属切削液必须具有良好的冷却性能。

润滑性能

刀具在切削工件的瞬间,通常承受着极大的切削力作用,水溶性金属切削液良好的润滑性能可以减小刀具前刀面与切屑、后刀面与工件表面之间的摩擦与磨损,延长刀具的使用寿命,从而使工件获得良好的加工精度和粗糙度;更重要的是减少切削过程中产生积屑瘤(即刀瘤)的机会。

清洗性能

金属在切削(或磨削)过程中,油污、细小的切屑、金属粉末和砂轮砂粒等互相粘结,并粘附在工件、刀具和机床上,影响工件的加工质量,降低刀具和砂轮的使用寿命,影响机床的精度。因此,水溶性切削液应具有良好的清洗作用,减少细小的切屑及金属粉末等的粘结以利清洗,同时迅速将细小的切屑及金属粉末等及时冲走。

防锈性能

水溶性金属切削液在使用过程中大部分是水(约占80%-98%),为锈蚀的产生提供了有利的环境,而水溶性金属切削液中的极压剂和某些表面活性剂往往会加剧金属的锈蚀;同时,水溶性金属切削液必须具备一定的防锈性能,使工件在加工过程中和加工后的短时间内不产生锈蚀;同时,水溶性金属切削液良好的防锈性能,也可保证切削液循环系统和机床内部不产生锈蚀及腐蚀现象,起到保养设备的功能。

同时,因为水溶性金属切削液的组成成分中含有如表面活性剂、基础油、油性剂和杀菌剂等,以及其与水混合的应用方式特点,要求水溶性金属切削液还必须具备良好的抗泡/消泡、抗菌性能,以及低毒/无毒性、硬水适应性和气味柔和等特点。

水溶性切削液不同于切削油很重要的一点,是它会引起机床和工件的锈蚀问题。

1.在使用的稀释水中,如含有很多氯化物和硫酸盐,则不仅使防锈性能下降,还会发生腐蚀现象。

2.水溶性切削液在正确的浓度下,是可以防止锈蚀发生的,但浓度降得过低或组织平衡被破坏,防锈性就会下降。防锈性能如果下降,就应补充原液来提高浓度。

3.磨削中常用浸硫砂轮和含有冰晶石的砂轮。随着磨粒的脱落,硫和氟化物会混入切削液中,促使防锈成分不断消失,加速防锈性能的下降。这里虽然可通过原液或防锈剂的补充来维持防锈性,但根本上还应经常有效地清除磨削中落入切削液里的各种粉粒。

4.使用水溶性切削液加工铝合金工件时,工件表面易于出现白锈。其原因之一是切削液中积蓄了较多的氯离子。由于目前还没有有效防止白锈的添加剂,所以这时应更换切削液,以减少氯化物。

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