金屬加工冷卻液的兩個(gè)主要功能是冷卻刀具和減少切削過程中的摩擦。
冷卻液的其他功能包括清除碎屑、防止腐蝕、確保生物穩(wěn)定性,并為操作員提供友好的環(huán)境。冷卻液由復(fù)雜的化學(xué)式組成,以滿足性能要求。
機(jī)器加工廠通常有許多不同的加工操作,每種操作都有其特定的冷卻液要求。為了滿足這些要求,已經(jīng)推導(dǎo)出了數(shù)百種具有不同功能的冷卻液配方。
過去,機(jī)械加工廠經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備不同的冷卻液,以滿足工程師對(duì)每臺(tái)滾筒機(jī)床使用冷卻液的要求。然而,加工車間不同的冷卻液造成了交叉污染和廢液不相容等問題。此外,各種冷卻液也導(dǎo)致庫(kù)存增加。
如今,機(jī)器加工廠傾向于在車間內(nèi)使用一種或有限數(shù)量的冷卻液進(jìn)行所有工藝。
這促使冷卻液供應(yīng)商開發(fā)出更全面的產(chǎn)品,幫助制造出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,同時(shí)解決冷卻和潤(rùn)滑、腐蝕和微生物控制等問題。等多種技術(shù)和市場(chǎng)上的大型冷卻液,機(jī)器加工廠為其操作選擇性能最佳、最經(jīng)濟(jì)的冷卻液,面臨著復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
此外,對(duì)于每一個(gè)具體的工藝這個(gè)問題,最好的冷卻液總是存在許多現(xiàn)象?;玖私馊N主要冷卻液——純油、可溶性油和合成劑——各種成分對(duì)性能的影響,選擇冷卻液可以很簡(jiǎn)單。
油溶性成分功能
礦物油潤(rùn)滑和防銹
油脂增加潤(rùn)滑性
極壓添加劑(硫、磷、氯)提高刀具使用壽命
乳化劑可與水混合
PH引發(fā)劑提高防銹性和生物穩(wěn)定性
控制細(xì)菌和霉菌的殺蟲劑
控制氣泡到氣泡
抗氧化劑防止氧化,使光澤
顏料、香精客戶偏好
冷卻液的基本特性
(按降序排列,不包括添加劑的影響)
潤(rùn)滑冷卻
純油成分
半合成可溶性油
一種復(fù)合油溶性
純油的合成
純油
不溶于水的純油來源于油(礦物油)、動(dòng)物油或植物油,未稀釋可直接使用。
該油具有良好的潤(rùn)滑性和防銹油槽、長(zhǎng)壽命和易于維護(hù)等特點(diǎn),此外,它們不會(huì)變質(zhì),因?yàn)閴勖ǔV荒茉诤黧w中生存。
可以是純油或不同基礎(chǔ)油的混合物,可能含有邊界和/或極壓添加劑,如硫、磷和氯化合物。純油可以減少切削金屬時(shí)刀具產(chǎn)生的力,從而使切削和切削刀具可以在工件表面形成光滑的表面。
添加劑可以提高純油的潤(rùn)滑性,增強(qiáng)切削金屬和刀具之間的緩沖層。在極端情況下加工時(shí),添加劑可能會(huì)超過產(chǎn)品成分的20%。
雖然他們沒有添加任何更昂貴的添加劑,但對(duì)于擠壓磨削、要求苛刻的表面粗糙度和刀具壽命過程以及攻絲和深孔鉆削過程來說,添加添加劑的純油起著至關(guān)重要的作用。
此外,純油還可以防止重載加工中的微觀凝聚,添加劑可以提高金屬的結(jié)合性能。
但是,純油不會(huì)阻燃、冒煙,從而形成對(duì)操作者不友好的加工環(huán)境。純油也可能在出廠時(shí)幾乎每次都會(huì)在表面留下不愉快的油膜。
油溶性
可溶性油適用于輕到重的機(jī)械加工操作,包括有色金屬和黑色金屬加工。
潤(rùn)濕劑和極壓添加劑可以擴(kuò)大可溶性油的使用范圍,更普遍地包括純油重載工藝。
可溶性油通常分為半合成油、真正的可溶性油和主要基于濃縮物中的油含量。
油溶性濃縮液中含有40%或更多的油,與水混合形成金屬切削液,切削液為油與水混合提供冷卻水,具有高熱容量和良好的散熱性,潤(rùn)色能力是通過油與水的混合附著的,它們通常在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上留下一層保護(hù)涂層。
雖然可溶性油可以延長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑劑的刀具壽命,但它們并不總是具有與純油相同的潤(rùn)滑性能水平。它們也比純油更好,需要更多的維護(hù)。水的使用使歷史上的可溶性油容易滋生微生物,更容易腐敗,因此,工廠必須遵守嚴(yán)格的預(yù)防性維護(hù)措施,以延長(zhǎng)油箱的使用壽命。
操作員需要更密切地注意水溶性油連接站的類型。
如果與硬水混合,可溶性油會(huì)在工件和機(jī)床上產(chǎn)生沉淀:地下水可能很硬,也可能含有加速腐蝕的氯離子和硫酸鹽。
機(jī)械加工廠應(yīng)采用具有足夠腐蝕性的一級(jí)冷卻液,否則可能需要在冷卻液罐中添加防腐劑。另一方面,使用軟水和可溶性油基冷卻液加工時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)氣泡問題,因此需要采用泡沫劑、油箱劑等。
半合成冷卻劑
在由高達(dá)40%的油制成的水稀釋濃縮液中加入半合成冷卻液。還可以添加乳化劑、潤(rùn)濕劑、防腐劑、極壓成分和殺蟲劑等。
冷卻液通常是半透明的,但也可以完全透明或不透明。
半合成冷卻液可廣泛應(yīng)用于切削刀具,為中重載加工提供良好的潤(rùn)滑性。通過它們,操作者可以以更高的切削速度和進(jìn)給量,因?yàn)樗鼈兺ǔ1瓤扇苄杂途哂懈玫睦鋮s和潤(rùn)濕性能。
半合成冷卻液的油制備較少,有時(shí)具有更好的沉淀和清潔性能。由于其含油量低于純油或可溶性油,因此它們產(chǎn)生的煙霧較少。
半合成冷卻劑的缺點(diǎn)與可溶性油水相似,硬度影響其穩(wěn)定性。硬水和水混合使用,可能會(huì)導(dǎo)致硬水在水箱中形成沉淀物,并與軟水混合,產(chǎn)生氣泡。
冷卻劑的合成
合成的冷卻液不含石油基油。通常,它們含有潤(rùn)滑油,防銹劑不溶于水。供應(yīng)商要濃縮形式組成,與可溶性油非常相似,它們與水混合形成冷卻液。
因?yàn)橹挥刑砑觿┖吞砑拥剿械臐饪s物,合成并具有很高的冷卻功能。同時(shí)它們最好用于高溫高速金屬切削,如平面磨削等,對(duì)潤(rùn)滑性有深遠(yuǎn)影響的添加劑,當(dāng)添加到某些合成物體中時(shí),可以獲得比添加劑更好的純油收率潤(rùn)滑效果。
重載組合在過去的幾年里已經(jīng)得到了充分的發(fā)展,現(xiàn)在可以處理大多數(shù)添加過程。
復(fù)合冷卻液根據(jù)其成分可分為幾個(gè)級(jí)別:
用于輕負(fù)荷磨削操作的簡(jiǎn)單切削液。它們?cè)诠拗谢旌虾髸?huì)形成透明液體,因此操作員可以看到正在切割的金屬。
復(fù)合切削液含有合成潤(rùn)滑油,可用于高速至中/重型切削。它們也在罐中形成透明溶液。
可乳化切削液中含有一種特殊的化學(xué)特性的潤(rùn)滑油,其外觀與可溶性油相似。
復(fù)合物具有防止酸性一切不良的能力,一般具有良好的微生物抑制作用。大多數(shù)復(fù)合材料用于防腐,并且具有出色的冷卻能力。
傳統(tǒng)上,復(fù)合材料有很多缺點(diǎn)。合成油通常比同類油貴。此外,一些合成運(yùn)行非常干凈。
也就是說,它的清潔功能可能會(huì)導(dǎo)致一些合成原因,導(dǎo)致皮膚和粘膜干燥機(jī)密封失效,操作員。許多合成冷卻液會(huì)留下粘稠的殘留物。
有些人相信這一點(diǎn)。油霧化劑的合成,但這不一定是真的。根據(jù)其組成和作用,它們可能不會(huì)產(chǎn)生如經(jīng)常出現(xiàn)的可溶性油霧,但它們?nèi)钥赡苡挽F化,引起鼻、喉和眼睛黏膜炎癥。因?yàn)樗鼈儾挥湍?,?duì)人體皮膚的復(fù)合損傷可能更高。
正確選擇冷卻液
最好的冷卻液可以保護(hù)機(jī)器并延長(zhǎng)刀具壽命,同時(shí)為操作員和環(huán)境健康安全部門提供經(jīng)環(huán)境部門批準(zhǔn)的冷卻液。
根據(jù)機(jī)床制造商和冷卻液供應(yīng)商的最佳建議,選擇最佳冷卻液以優(yōu)化所有參數(shù)。
工廠操作員和工程師通常依靠冷卻劑供應(yīng)商的專有知識(shí),根據(jù)加工材料討論和推薦最佳冷卻液。大多數(shù)工廠希望減少冷卻液的類型,以減少冷卻液維護(hù)和處理費(fèi)用,并可以進(jìn)一步節(jié)省購(gòu)買大型冷卻液的費(fèi)用。
一些機(jī)床制造商的產(chǎn)品需要使用特定的冷卻液。眾多機(jī)床制造商提供了一份推薦冷卻液清單,如果用戶不使用推薦的冷卻液,則保修。加工廠在考慮購(gòu)買機(jī)器時(shí),應(yīng)找到機(jī)床制造商并說明目前車間正在使用的冷卻液。然后,制造商和冷卻液供應(yīng)商可以確定各種新型機(jī)床中的主動(dòng)冷卻液效果。