环保植物切削油价格走势-环保植物切削油价格走势
1.防锈金属切削液的特性用途与方法?
2.如何在加工切削中选择合适的金属切削液?
防锈金属切削液的特性用途与方法?
合理使用金属切削液,既可提高金属切削液的使用效果,保证工件加工质量,又可延长
刀具寿命,降低加工成本。在机械行业中,金属切削液(以下简称切削液)被广泛应用于各种切削加工中,如车削、铣削、钻削、磨削、切齿和切螺纹等。合理使用切削液能有效地减小切削力、降低切削温度、减小加工系统热变形、延长刀具使用寿命和改善加工表面质量。此外,使用高性能切削液也是改善某些难加工材料切削加工性的一项重要措施。
A>切削液的作用?
金属切削液在机械去除加工中的主要作用是冷 却、润滑、清洗和防锈。由于液体的对流和汽化可以降低刀具和工件的表面温度,从而防止了工件表面的烧伤和形变。此外,切削液应具有抗泡沫性、抗霉菌变质性,做到排放不污染环境,不伤害人体和使用经济性等要求。为此,在切削液中常需加入一些特殊添加剂,如油性剂(可吸附在工件表面上形成油膜)、极压剂(在高温高压下能形成牢固的化学膜,起减摩、防粘结作用)、防锈剂(防止金属锈蚀)、消泡剂(防止切削液在喷淋时产生泡沫)、抗氧化剂(防止切削油在高温高压下氧化)、表面活性剂等。添加剂是金属切削液工艺技术中的核心要素,优良的添加剂配方已成为切削液生产企业提高自身品牌市场竞争力的必要条件。
B> 切削液的种类
按形态来分,有:液体切削液和固体润滑剂两种。生产中常用的液体切削液有:以润滑为主的油基切削液和以冷却为主的水基切削液两大类。
油基切削液
油基切削液又称切削油,其基本成分是基础油(矿物油或合成油)。使用时不需要稀释,直接使用原液。根据加工方式、刀具材料、工件材料和加工要求的不同,可在基础油中适量加入各种添加剂,如油性剂、极压剂(如氯、硫、磷等)、防腐蚀剂、抗氧化剂等,配制成性能各异的油基切削液。油基切削液按照基础油和添加剂的不同,大致可分为纯矿物油(如L-AN5~L-AN32牌号的全损耗系统用油,即机械油、或煤油和轻柴油等)、纯合成油(其基础油由合成脂、聚α烯烃、聚醚、聚二醇等组成)、活性极压切削油(如硫化油)、非活性极压切削油(如含氯、磷等添加剂切削油)和减摩切削油。用矿物油作基础油的切削油具有润滑性能优良、防锈性能好的优点,故使用最多;但因矿物油在高速加工时易产生烟雾和易燃烧,生物降解性差,污染水和土壤,有损操作者健康。因此,以矿物油为主的切削油发展趋势:一是矿物油逐渐被生物可降解的、不含芳香烃的聚烯烃合成类物质所替代;二是逐渐被水基切削液所替代,以节省能源2.2水基切削液 水基切削液是目前应用最多的切削液,其产品约 占到切削液市场总份额的百分之七十。 水基切削液需要用水稀释后加以使用,根据稀释后的状态可分为乳化切削液、微乳化切削液和合成切削液。?
(1)乳化切削液
乳化液是用矿物油、乳化剂(如石油磺酸钠,磺化蓖麻油等)及添加剂预先配制好的乳化油(称为原液)加水稀释而成的乳状液体。因为油不溶于水,为了使两者混合,所以必须加入乳化剂。乳化剂是一种表面活性剂,它的分子是由极性基团和非极性基团两部分组成。前者亲水,可溶于水;后者亲油,可溶于油。把油在水中搅拌成细粒时,乳化剂分子能定向地排列吸附在油水两界面上,把油和水连接起来,使分离的细粒不再因凝聚而浮游在水中,成为浮浊液。乳化液中含乳化油少,即浓度低的(如浓度为3%~ 5%),冷却和清洗作用好,适于粗加工和磨削;浓度高的(如浓度为10%~20%)润滑作用好,适于精加 工(如拉削和铰孔等)。为了进一步提高乳化液的润滑性能,还可加入一定量的氯、硫、磷等极压添加剂,配制成极压乳化液。?
(2)合成切削液?
合成切削液原液一般不含油,故润滑性相对差些,但可节省能源,利于环保,它可以与水互溶,配置后的切削液多为透明,可见性好,使用寿命长,特别适合在数控机床和加工中心等高效设备上使用。例如,我国积架石油化工有限公司开发的环保型全合成金属加工液与英国比尔(Korniche)公司推出的 SCF600和SCF900全合成磨削液就属于这一类产品, 适用于黑色与有色金属的一般机械加工和磨削加工。
(3)微乳化切削液
微乳化液原液中含油量(即油性添加剂含量)较小,而表面活性剂、防锈剂含量较大,加水配制后呈半透明微乳状,其外观和性能介于乳化液和合成切削液两者之间。它兼具乳化液与合成切削液两者的优点,又弥补了两者的不足,是近十年来发展较快,应用日益广泛的一种水基切削液。目前国外一些著名公司推出的水基切削液产品,如英国比尔公司开发的SCFUniversal绿色金属加工液与德国奎克化学(中国)公司推出QUAKERCOOL370KLG合成酯专利切削液都属于这一类产品。QUAKERCOOL370KLG中的合成酯是由脂肪酸和醇类反应生成的化合物,具有极好的润滑性,与水混合后可形成微乳液,并且在金属加工环境中较难降解,确保刀具与切屑、以及刀具与工件接触区界面上能保持良好的液体润滑、边界润滑和极压(EP)润滑的条件,尤其适用于在铝合金、钛合金及铬、镍、铁合金等难加工材料的加工场合下使用。
固体润滑剂
固体润滑剂中使用较多的是二硫化钼(MoS2),它是一种良好的环保型润滑剂。由MoS2形成的润滑膜具有很小的摩擦系数(0.05~0.09)、高的熔点(1185℃)、很高的抗压性能(3.1GPa)。切削时可将MoS2涂刷在刀具表面或工件表面上,也可添加在切削油中。在高温、高压情况下,它仍能保持很好的润滑性和耐磨性。此外,使用MoS2润滑剂还能防止粘结和抑制积屑瘤产生,延长刀具寿命和减小表面粗糙度。MoS2润滑剂已成功地用于镗铰、深孔、攻丝和拉孔等加工中。例如,采用一种(Ti,Al)N+MoS2软涂层的硬质合金钻头[即先在钻头上用(Ti,Al)N进行硬质涂层,然后再在其上涂刷MoS2软涂层]干钻削灰铸铁发动机缸体上深孔,刀具寿命高达1600min,而只涂TiN或TiCN涂层的钻头,其寿命分别为19.6min和44min。
C>切削液的选用?
切削液的效果除了取决于切削液本身各种性能外,还取决于加工要求、工件材料、刀具材料和加工方式等因素,应综合考虑,合理选择和正确使用。
(1)要根据加工要求来选用粗加工时,切削用量较大,产生大量的切削热,为了降低切削温度,这时应选用冷却性能好的水基切削液。精加工时,要求工件获得最佳的表面质量和较小的表面粗糙度值,故应采用切削油。
(2)要与不同的加工方式相对应在当代机械加工中,切削方式多种多样。例如车削、铣削和钻孔,通常要求高效率加工,故应选用水基切削液;而拉削和切齿时,须用价格较贵的复杂刀具加工,为保证加工质量及刀具有较长的使用寿命,故最好选用油基切削液。随着加工分类越来越细。切削液也有非标准化的发展趋势。不同切削方式都有不同品牌切削液对应。例如,针对高速磨削,德国欧海(OEL-HELD)公司研发出了专用的高性能磨削油,由于其组成结构为纯烷烃,具有优异的抗剪切能力和抗老化稳定性,非常适合于高速磨削加工,从而改变了以往用通用切削液代替磨削油的加工方式。
(3)要根据工件和刀具不同的材质来选用不同材质的刀具和工件,其耐高温性、可切削性、硬度等各自相异,此时要分别选用不同的切削液。例如,加工齿轮一类硬度较低的工件,就要采用粘度较高的切削液,以防止齿轮表面产生划痕;而切削不锈钢一类难加工材料,宜选用极压切削油或极压乳化液。又如,用立方氮化硼(CBN)超硬刀具切削淬硬钢等一类高硬度材料时,虽然CBN能承受1250~1350℃的切削温度,但在1000℃左右高温下,CBN会同水蒸气及空气中的氧起反应,生成氨和硼酸,这种化学反应称为水解作用,会加速刀具磨损。因此用CBN刀具湿式切削时,须用带极压添加剂的水基切削液或极压切削油,以减弱水解作用。
(4)要参照机床本身特性来选用对一些高效贵重设备,从维护保养角度考虑,应选用理化性能稳定的油基切削液加工,以防止金属件腐蚀、生锈、运动零部件活动部分发生障碍等。可是对一些开放式的机床一般不宜使用油基切削液,以免切削油大量挥发而耗散。
(5)要性能与价格两者兼顾针对具体加工条件应选择性能与价格比最高的切削液。
此外,所选用的切削液还要求不能对操作工人的健康及环保带来负面影响。目前由于全球环境意识的增强及环境保护立法的要求日益严格,市场对切削液绿色环保性能的要求越来越高。所以,一些生物降解性好的油基切削液受到了人们的青睐。例如,好富顿公司的HocutTR2000系列产品就是这样一款采用易生物降解植物油精制而成的两相(油相和水相)控制的环保型切削液。而用钨酸盐、钼酸盐代替水基切削液中的具有毒性的防锈添加剂方法也已在生产中推广。
如何在加工切削中选择合适的金属切削液?
在金属切削过程中,为提高切削效率、工件精度和降低工件表面粗糙度,延长刀具使用寿命,达到最佳的经济效果,就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦,及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。
要达到这些目的,一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状,而另一方面采用性能优良的切(磨)削液往往可以明显提高切削效率,降低工件表面粗糙度,延长刀具使用寿命,取得良好的社会和经济效益。在机械加工中切削液的主要功能是润滑和冷却作用,加入特殊添加剂后还可起到清洗和防锈的作用,用于保护机床,刀具及工件等物件不被腐蚀。
我们在机械加工中,常用的切削液有:水溶液、普通乳化液、极压乳化液、矿物油、植物油、动物油、极压切削油等。其中,水溶液的冷却效果最好,极压切削液的润滑效果最好。由于切削液的种类很多,性能差异较大,因此在加工中怎样选择合适的切削液一直是一项比较难以抉择的事。下面主要从工件材料,刀具材料,加工工艺特点及性质等方面谈谈怎么合理选用切削液。
一、根据工件材料选用
在难切削材料中,有的硬度高达65~70HRC,抗拉强度比45号钢的抗拉强度高三倍左右,造成切削力比切削45号钢高200%~250%;有的材料高温硬度和强度高,有的材料加工硬化的程度比基体高50%~200%,硬化深度达0.1~0.3mm,造成切削的困难;有的材料化学活性大,在切削中和刀具材料产生亲和作用,造成刀具产生严重的粘结和扩散磨损;有的材料弹性模量极小和弹性恢复大及延伸率很大,更难于切削。因此,在切削各种难切削材料时,要根据所切材料各自的性能与切削特点与加工阶段,选择相宜的切削液,以改善难切削材料的切削加工性,而达到加工的目的。一般而言:
加工铸铁,铸铝等脆性金属,为避免切屑堵塞冷却系统或粘附在机床上难以清除,一般不用切削液。但精加工时为了提高表面质量,可用润滑好,黏度小的煤油或7%~10%的乳化液。
加工一般钢件,粗加工选用乳化液,精加工选用硫化乳化液。
加工有色金属或铜合金,不宜用含硫切削液,以免腐蚀工件。可选用一般乳化液或切削油。
加工镁合金时,不能用切削液,否则会燃烧起火。
加工难切削工件,如不锈钢,耐热钢及含有铬,镍,钼,锰,钛,铌,钨等元素的材料时,因所含硬质点多,机械擦伤作用大,导热系数低,切削热不易散出,往往难以切削。应选用10%~15%的极压切削油或极压乳化液。
二、根据刀具材料选用
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。
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℃。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。
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,以免造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。
陶瓷刀具:采用氧化铝(Al2O3)、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。
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。
三、根据加工工艺特点及性质选用
粗加工:由于加工余量及切削量较大,因此在切削过程中产生大量切削热,易使刀具快速磨损,所以需选择冷却功能为主的乳化液或合成切削液。
高速钢刀具加工碳素钢时,应选用3%~5%的乳化液,也可选用合成切削液。高速钢刀具加工铝合金,铜合金时,选用5%~7%的乳化液。加工铸铁铸铝,一般不用切削液。另外还需考虑切削速度,一般而言在低切削速度(小于5m/min)时,如滚齿机的滚齿,插齿,刨床的拉削时,刀具主要是机械磨损,要求切削液有良好的润滑性,宜选用切削油来辅助加工。在较高切削速度(大于10m/min)时,刀具主要是热磨损和电化腐蚀磨损,则要求切削液有良好的冷却性,宜用离子型切削液。
精加工:为减少切屑,工件刀具间的摩擦,保证工件表面,粗糙度和工件精度,切削液应具有良好的渗透性,润滑性和一定的冷却性。一般选用润滑性能较好的极压切削油或高浓度极压乳化液。高速钢或硬质合金刀具精加工碳钢时,选用10%~15%的乳化液,或10%~20%的极压乳化液。精加工铜或铝合金时,为了得到较高精度和表面质量,可用10%~20%的乳化液或煤油。在低切削速度时,为使切削液很快的渗透到切削区域,减少刀具与工件摩擦和粘结,控制积屑瘤形成,降低表面粗糙度,提高刀具耐用度,保证加工精度,宜用10%~15%的极压乳化液。中等切削速度时,刀具既有机械磨损又有热磨损和电化腐蚀磨损宜用8%~10%乳化液或离子型切削液。
半封闭加工:在钻孔,绞孔和深孔加工中,刀具往往处于半封闭状态下工作,排屑,散热条件比较差,加工中产生大量切削热不能及时传出,易造成刀具灼烧,严重破坏工件表面粗糙度,尤其是切削某些硬度高,强度大,韧性大和冷硬现象严重的特殊材料时,问题更突出,不仅会使刀具磨损严重,容易退火,而且容易拉毛已加工表面。为此需用黏度较小的极压乳化油或极压乳化液,并加大切削液的压力和流量,故可以一边冷却,润滑,另一边将切屑冲刷出来。
四、根据机床的类型选用
在选用切削液时,必须考虑到机床的结构装置是否适应。有些机床,如多轴自动车床,齿轮加工机床,设计时就已考虑使用油基切削液,所以没有采用特殊的轴承盖的特殊的装置来保护机床内部机构免受外界水、汽的侵袭,并且这类机床大都靠油基切削液来润滑接近切削区域的运动部件,因而必须使用油基切削液。如果使用水基切削液水溶性会渗透到轴承和机床内部结构,使这些零部件脱油产生腐蚀加速磨损。水基切削液渗入液压系统会使液压油乳化变成油包水或水包油的乳化液,使粘度增大或大幅度下降,改变了液压油的性质,影响液压系统的正常运行。因此,对于那些原用油基切削液的机床,要转用水基切削液时必须慎重,必要时要作适当的改装,否则会导致机床损坏。
以上所述是机械加工中切削液选择的一些基本方法,但是,机械加工种类繁多,加工要求和方法千变万化,同时还需考虑加工成本,因此在实际选用中还需结合实际情况进行科学分析,选择出最合适的切削液来提高加工效率和经济效益。
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