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金属加工液在模具制造中的应用

作者: 来源: 日期:2019/6/20 14:18:54 人气:152
       随着模具工业技术的不断发展和进步,新材料、新工艺不断涌现,在模具加工过程中选择合适的切削液对於保证产品加工质量,提高加工效率,减少环境污染都是至关重要的。
      金属加工液基本的功能是润滑、冷却、排屑、防銹 。这四个性能不是完全孤立的,既有统一面,又有对立面。如切削油的润滑、性能较好,但冷却、清洗性能差;水溶液的冷却、洗涤性能较好,但润滑性能差。
   金属加工液基本的功能是润滑、冷却、排屑、防銹 。这四个性能不是完全孤立的,既有统一面,又有对立面。
    一般认为,在低速重负荷切削加工(螺纹切削、扩孔和齿面切削)时,需要充分的润滑,通常选用极压切削油剂,切削润滑剂的主要任务是缩小推进面与屑的粘结,作为边界润滑剂。在高速浅层切削加工时,冷却是首要的,一般选用水基切削液——它的主要作用是降低摩擦热,带走热量。那些切削液难以到达剪切区域的加工作业,给润滑、冷却造成很大困难。通常对扩孔、齿轮切削(特别是滚齿)、深孔钻和镗孔、攻丝(特别是盲孔)、深套孔、车螺纹加工要精心选择适用的切削液。
   实践证明,选用合适的金属加工液,能降低切削温度60~150℃,降低表面粗糙度1~2级,减少切削阻力15~30%,成倍地提高刀具和砂轮的使用寿命,并能把铁屑和灰末从切削区冲走,因而提高了生产效率和产品质量。
   在模具加工过程中,刀具的作用是在主剪切区域把加工材料用强剪切力切除剥落。刀具的推进面和暴露的新鲜金属面之间,由於强烈的附着作用使推进面受到高的应力。因切割剥落的屑要移过刀具推进面,从而形成了第二剪切区域——该区域产生的剪切作用使刀具受到摩擦力。在此时,润滑和冷却作用的重要性同时凸显出来。值得注意的是,金属去除类的机械加工种类很多,又各有其独特工况。
磨削
   磨削过程中磨粒与金属表面的摩擦会产生大量热量。当热量聚集到一定程度时(磨削点的瞬间温度可达1500℃,磨料与工件的磨削区域的平均温度为500℃至800℃之间),工件表面就会出现灼伤甚至形变,因此成品的表面质量和精度将受到影响。如果改善磨削加工的操作条件,运用磨削油进行充分的冷却和润滑,加工过程中的一半热能都会被冷却剂吸收,而最终进入到工件的热量只占到整个加工过程产生热能的15%。因此,磨削油有效降低了工件被灼伤的机率。
     磨削油以基础油为载体,通过在基础油中添加多种具有不同性质和功能的添加剂混合而成。目前世界上性能较好的磨削油基础油是以乙烯为原料直接合成的聚α-烯烃。由於产物的纯净和均一性,聚α-烯烃具有其他基础油无可比拟的卓越性能,并在一级方程式赛车的严酷条件下用作基础油。由於其组成结构为纯烷烃,因此具有优异的抗剪切能力和抗老化稳定性,非常适用於高速磨削的加工。
切削
   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。这类液体以水为基质,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後,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。
    目前,水基切削液在中国切削液市场总体中约占60%,但水基切削液与油相比存在着一些问题,这包括润滑性差,以及 蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳定性、可滤性、泡沫性等方面的问题。这些因素对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sump Life)”至关重要。
节能环保、降本增傚的发展趋势不可阻挡
    深圳市模具技术学会专家委员罗百辉指出,企业在选用金属加工液时要全面权衡利弊,须达到以下要求:热容量大,导热性好,具有较好的冷却作用。具有较高的油性或是较强的金属表面吸附作用,能使形成的吸附薄膜具有较高强度,牢固吸附在金属表面,起到良好的润滑作用。而防 性好的话,对金属不起腐蚀作用,也不会因腐蚀而损坏机床和工件的精度及表面粗糙度。同时,表面张力低的产品,易於均匀扩散,利於冷却和洗涤作用并具有较好润滑性。
    罗百辉同时表示,经济成本方面的考虑也很重要。金属加工液必须使用方便,价格低廉,要求容易配置并适用於多种金属材料和多种加工方式(如车、磨、刨等),有一定的透明度,在提高切削速度时不冒烟。对人体无害,无毒、无异味。不会伤害皮肤及鼻腔粘膜,不刺激眼睛等。稳定性好,使用寿命长。在长期使用和贮存期间,不分层、不析出沉淀物,不发霉变质。切削废液量较大,考虑废液处理,避免造成环境污染。
   中国“保增长、扩内需”的政策举措正付诸实施,重点产业振兴规划也相继出台,模具企业购买力在不断提升,企业转型所需产品种类将更广泛,并且对产品的品质要求必会飞速提高。在经济危机的考验之下,模具行业金属加工液用户的需求必然加速向节能、健康环保、低经济成本的方向迈进。
 
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