金属加工工艺的润滑
金属加工工艺的润滑
概述：在国外金属加工液中，切削液一直占有较大比例，一般为50％左右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类，或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。我国目前亦大多沿用此分类。ISO于1986年通过IS06743/7，按油基、水基将加工液分为 MH和 MA两大类，又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类，共17类，该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准，制定了 GB7631.5。
金属的机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、 拉拔、冲压、 挤压等。一般习惯地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液，而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体。金属加工液则是泛指上述两类加工、作业用润滑剂。
（一）、金属切削液的选用（技术切削设备的润滑见机床的润滑特点）
大部分金属切削需要使用切削液，甚至在可以正常进行干切削的作业，如果选用适当的冷却润滑剂也可增加工效。早在1883年，F.W.泰勒(Taylor)曾证明用冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。
金属切削液的品种繁多。ASTM D2881把金属加工用的液体划为三类：(1)油和油 基液体；(2)水基乳液及分散体；(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)。2类与3类之间的基本区别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 溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40 nm。胶体乳液(Ⅱ-C)代表了一种介于化学溶液 与溶解油的乳液之间的中间状态，其粒度分布介于上述两等级之间。这种划分原则 基本上是一个理论性的区分，因为从典型的矿物油到不含油的化学溶液之间，可能 存在着无限度的等级。
近年来，金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域(2、3类)。由于这 类液体以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定 热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，且可减少油雾，因此水基切 削液的用量增大。以英国为例，水基切削液在整个切削液市场中约占60%。但是水基 切削液与油相比存在着润滑性差，其次是锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳 定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”至关重要。合理选择、应用、监控和维护，对使用水基切削液特别重要
根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下。
(1) 油或油基液体：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)，主体为矿物油，含或不含添加剂。
(2) 乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油。根 据矿物油含量和油滴粒度可分为3种： 粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度 2~10 μm； 微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm； 半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1 μm；
(3) 合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。
(4) 化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看，以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型 乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛 。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上。某些合成液体在 使用中由于浓度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层。化学溶液是不含矿物油的水溶液。使用前用水稀释，有良好的冲洗、冷却效果 ，并应能防止接触区域的锈蚀。这类液体主要用于研磨，功能在于清洗和冷却，没有润滑性。切削液的选择，首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通 常，不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金，在硫 剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂，这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成 分的HLB值，又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质，还应考虑诸成分的 水溶性或在水中分散的性质。
选择切削液前应充分了解下列情况。
1.1 加工材料的性质
被加工的材料物理化学性质各异，反映在切削操作上就会有切削的难易和与切 削液相容性等新问题。对较难加工的材料及其与切削液的相容性分别简略介绍如下 。
铝：质软，切割易粘切具。乳化液如碱性强，与铝产生化学反应，造成乳液分 层。应选用专用乳化液或石蜡基矿物油作冷却润滑剂。
黄铜：切削时产生大量细屑，易使乳化油变绿。含活性硫的油剂可使加工材料 变色，如选油剂要有过滤设备。
青铜：剪切前产生显著的塑性变形，可使乳化液变成绿色。如选油剂要有过滤 设备。
铜：粘韧，切削时产生微细卷曲的屑，可使乳化液变成绿色，影响乳化液的稳 定，在活性硫作用下生污斑。如选用油剂要配备过滤设备
概述：在国外金属加工液中，切削液一直占有较大比例，一般为50％左右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类，或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。我国目前亦大多沿用此分类。ISO于1986年通过IS06743/7，按油基、水基将加工液分为 MH和 MA两大类，又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类，共17类，该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准，制定了 GB7631.5。
金属的机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、 拉拔、冲压、 挤压等。一般习惯地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液，而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体。金属加工液则是泛指上述两类加工、作业用润滑剂。
（一）、金属切削液的选用（技术切削设备的润滑见机床的润滑特点）
大部分金属切削需要使用切削液，甚至在可以正常进行干切削的作业，如果选用适当的冷却润滑剂也可增加工效。早在1883年，F.W.泰勒(Taylor)曾证明用冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。
金属切削液的品种繁多。ASTM D2881把金属加工用的液体划为三类：(1)油和油 基液体；(2)水基乳液及分散体；(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)。2类与3类之间的基本区别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 溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40 nm。胶体乳液(Ⅱ-C)代表了一种介于化学溶液 与溶解油的乳液之间的中间状态，其粒度分布介于上述两等级之间。这种划分原则 基本上是一个理论性的区分，因为从典型的矿物油到不含油的化学溶液之间，可能 存在着无限度的等级。
近年来，金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域(2、3类)。由于这 类液体以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定 热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，且可减少油雾，因此水基切 削液的用量增大。以英国为例，水基切削液在整个切削液市场中约占60%。但是水基 切削液与油相比存在着润滑性差，其次是锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳 定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”至关重要。合理选择、应用、监控和维护，对使用水基切削液特别重要
根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下。
(1) 油或油基液体：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)，主体为矿物油，含或不含添加剂。
(2) 乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油。根 据矿物油含量和油滴粒度可分为3种： 粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度 2~10 μm； 微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm； 半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1 μm；
(3) 合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。
(4) 化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看，以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型 乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛 。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上。某些合成液体在 使用中由于浓度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层。化学溶液是不含矿物油的水溶液。使用前用水稀释，有良好的冲洗、冷却效果 ，并应能防止接触区域的锈蚀。这类液体主要用于研磨，功能在于清洗和冷却，没有润滑性。切削液的选择，首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通 常，不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金，在硫 剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂，这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成 分的HLB值，又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质，还应考虑诸成分的 水溶性或在水中分散的性质。
选择切削液前应充分了解下列情况。
1.1 加工材料的性质
被加工的材料物理化学性质各异，反映在切削操作上就会有切削的难易和与切 削液相容性等新问题。对较难加工的材料及其与切削液的相容性分别简略介绍如下 。
铝：质软，切割易粘切具。乳化液如碱性强，与铝产生化学反应，造成乳液分 层。应选用专用乳化液或石蜡基矿物油作冷却润滑剂。
黄铜：切削时产生大量细屑，易使乳化油变绿。含活性硫的油剂可使加工材料 变色，如选油剂要有过滤设备。
青铜：剪切前产生显著的塑性变形，可使乳化液变成绿色。如选油剂要有过滤 设备。
铜：粘韧，切削时产生微细卷曲的屑，可使乳化液变成绿色，影响乳化液的稳 定，在活性硫作用下生污斑。如选用油剂要配备过滤设备
没有找到相关结果
已邀请:
RSS Feed
3 个回复
hurenchang (威望:0) (浙江 宁波) 其它行业 员工 - 一个普通的质量工程师
赞同来自:
(2)油疹 由于皮肤接触切削液中的油、菌类和金属屑而产生的油疹，是最常 见的皮肤病。
(3)毛囊炎 由于皮肤汗毛囊管受到油及外来物剌激所致，主要发生在手臂。
（二）、切削液使用中的问题及其对策。
1、切削波变质发臭的问题
切削液变质发臭的主要原因是：切削液中含有大量细菌，切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。耗氧菌生活在有矿物质的环境中，如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中，在有氧条件下，每 20～30min分裂为二。而厌氧菌生存在没有氧气的环境中，每小时分裂为二，代谢释放出SO2，有臭鸡蛋味，切削液变黑。当切削液中的细菌大于106时，切削液就会变臭。
(1) 细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:
1）配制过程中有细菌侵入，如配制切削液的水中有细菌。
2）空气中的细菌进入切削液。
3）工件工序间的转运造成切削液的感染。
4）操作者的不良习惯，如乱丢脏东西。
5）机床及车间的清洁度差。
(2)控制细菌生长的方法
1）使用高质量、稳定性好的切削液。
2）用纯水配制浓缩液，不但配制容易，而且可改善切削液的润滑性，且减少被切屑带走的量，并能防止 细菌侵蚀。
3）使用时，要控制切削液中浓缩液的比率不能过低，否则易使细菌生长。
4）由于机床所用油中含有细菌，所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。
5）切削液的pH值在8.3～9.2时，细菌难以生存，所以应及时加入新的切削液，提高pH值。
6）保持切削液的清洁，不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触。
7）经常使用杀菌剂。
8）保持车间和机床的清洁。
9）设备如果没有过滤装置，应定期撇除浮油，清除污物。
2、切削液的腐蚀问题
(1)产生腐蚀的原因
1）切削液中浓缩液所占的比例偏低。
2）切削液的pH值过高或过低。例如PH＞9.2时，对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。
3）不相似的金属材料接触。
4）用纸或木头垫放工件。
5）零部件叠放。
6）切削液中细菌的数量超标。
7）工作环境的湿度太高。
(2)防治腐蚀的方法
1）用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
2）在需要的情况下，要使用防锈液。
3）控制细菌的数量，避免细菌的产生。
4）检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
5）要避免切削液受到污染。
6）要避免不相似的材料接触，如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。
3、产生泡沫的问题
在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
1）切削液的液面太低。
2）切削液的流速太快，气泡没有时间溢出，越积越多，导致大量泡沫产生。
3）水槽设计中直角太多，或切削液的喷嘴角度太直。
(2)避免产生泡沫的方法
1）在集中冷却系统中，管路分级串联，离冷却箱近的管路压力应低一些。
2）保证切削液的液面不要太低，及时检查液面高度，及时添加切削液。
3）控制切削液流速不要太快。
4）在设计水槽时，应注意水槽直角不要太多。
5）在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。
4、操作者皮肤过敏的问题
(1)产生操作者皮肤过敏的主要原因
1）pH值太高。
2）切削液的成分。
3）不溶的金属及机床使用的油料。
4）浓缩液使用配比过高。
5）切削液表面的保护性悬浮层，如气味封闭层、防泡沫层。杀菌剂及不干净的切削液。
(2)在工作中，为了避免操作者皮肤过敏，应该注意以下几点
1）操作者应涂保护油，穿工作服，带手套，应注意避免皮肤与切削液直接接触。
2）切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
3）使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用。
还有，氟橡胶、脂橡胶受切削液影响变形较小，在用作机床密封件时，可优先考虑。为了防止变形，机床密封件所用橡胶含脂量一般应大于35％。另外，为了有效防止切削液引起机床油漆脱落，可选择环氧树脂漆或聚腔酯漆。
总之，在正常生产中使用切削液，如果能注意以上问题，可以避免不必要的经济损失，有效地提高生产效率。