世界金屬加工油液占世界總潤(rùn)滑油量5%以上,而且從以油基為主,逐步向水基發(fā)展。
由于鋁加工業(yè)的比例增加,鋁加工油品種和產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)。在國(guó)外金屬加工液中,切削液一直占有較大比例,一般為50%左右。金屬加工液分類(lèi)常按金屬加工方法分為切削液和成型液兩大類(lèi),或按油品化學(xué)組成分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類(lèi)。我國(guó)目前亦大多沿用此分類(lèi)。ISO于1986年通過(guò)IS06743/7,按油基、水基將加工液分為MH和MA兩大類(lèi),又根據(jù)每類(lèi)的化學(xué)組成、應(yīng)用各分為8類(lèi)和9類(lèi),共17類(lèi),該標(biāo)準(zhǔn)將目前眾多的金屬加工液的品種均可包含進(jìn)去,我國(guó)已等效采用了該標(biāo)準(zhǔn),制定了 GB7631.5。
金屬的機(jī)械加工通常包括兩種類(lèi)型:金屬的去除和金屬的變形。前者作業(yè)是靠刃具把金屬?gòu)谋患庸ぜ铣;后者則是用模具使金屬在應(yīng)力下塑性變形,如軋、拉拔、沖壓、擠壓等。一般習(xí)慣地把金屬去除作業(yè)所用的潤(rùn)滑劑稱(chēng)為切削液,而把金屬變形用的潤(rùn)滑劑稱(chēng)為金屬加工工藝用液體。金屬加工液則是泛指上述兩類(lèi)加工、作業(yè)用潤(rùn)滑劑。
(一)金屬切削液的選用(技術(shù)切削設(shè)備的潤(rùn)滑見(jiàn)機(jī)床的潤(rùn)滑特點(diǎn))
大部分金屬切削需要使用切削液,甚至在可以正常進(jìn)行干切削的作業(yè),如果選用適當(dāng)?shù)睦鋮s潤(rùn)滑劑也可增加工效。早在1883年,F.W.泰勒(Taylor)曾證明用沖洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。金屬切削液的品種繁多。
ASTM D2881把金屬加工用的液體劃為三類(lèi): (1)油和油 基液體; (2)水基乳液及分散體; (3)化學(xué)溶液(真溶液及膠體溶液)。
2類(lèi)與3類(lèi)之間的基本區(qū)別在于分散相的粒度和粒度分布。溶解油乳化液的平均粒度大于1 μm,真溶液及膠體溶液的粒度范圍為20~40 nm。膠體乳液(Ⅱ-C)代表了一種介于化學(xué)溶液與溶解油的乳液之間的中間狀態(tài),其粒度分布介于上述兩等級(jí)之間。這種劃分原則基本上是一個(gè)理論性的區(qū)分,因?yàn)閺牡湫偷牡V物油到不含油的化學(xué)溶液之間,可能存在著無(wú)限度的等級(jí)。
近年來(lái),金屬切削液的發(fā)展和變化主要是在水溶性液體領(lǐng)域(2、3類(lèi))。由于這 類(lèi)液體以水為基質(zhì),其傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)。等量的水吸收一定 熱量后,比油的溫升要慢得多,從而提高了冷卻效果,且可減少油霧,因此水基切削液的用量增大。以英國(guó)為例,水基切削液在整個(gè)切削液市場(chǎng)中約占60%。但是水基 切削液與油相比存在著潤(rùn)滑性差,其次是銹蝕、膠體穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性、可濾性、泡沫性等問(wèn)題。這些問(wèn)題對(duì)切削液在機(jī)床應(yīng)用時(shí)的“油池壽命(Sum p Life)”至關(guān)重要。合理選擇、應(yīng)用、監(jiān)控和維護(hù),對(duì)使用水基切削液特別重要。
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