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微乳化液的原理与应用
来源: 日期:2017-3-30 19:15:02 浏览次数:28

微乳化液的原理与应用


在金属切削加工过程中刀具与工件之间的关系十分复杂,因不同的切削过程也存在着很大差异,但其润滑过程中的特征基本相似。在金属切削过程中主要存在着三种变形区:第Ⅰ变形区,被切削金属层在刀具的作用下发生塑性变形,产生剪切滑移。第Ⅱ变形区,切屑沿前刀面排出时,进一步受到前刀面的挤压和摩擦,使靠近前刀面处的金属纤维化。第Ⅲ变形区,已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦和回弹,造成纤维化加工硬化。


从这三个变形区来看切削液几乎不可能进入第Ⅰ变形区,有可能进入的是第Ⅱ、第Ⅲ变形区。切削液通过切屑与前刀面之间,及切削刃与工件表面之间存在的微小间隙渗透到变形区,在刀具与切屑、刀具与工件的表面上形成吸附薄膜,呈边界润滑状态,它减小了前刀面与切屑、后刀面与已加工表面之间的摩擦和变形,起到了润滑、冷却的作用。因此,切削液的选用是极其重要的,其润滑性、冷却性及清洗性是机械加工中要求具备的基本性能。


根据加工的不同,选用的切削液的性能也有其侧重点,如在用丝锥攻螺纹时,一般情况下侧重于切削液的润滑性能;但在加工盲孔螺纹时,切削液的清洗性及加工后清除的难易程度则又极其重要;而在磨削加工过程中,则侧重于切削液的冷却及清洗性能等。因此,在选用切削液时必须慎重,要根据不同的加工方法、零件材质等方面来全面考虑。而微乳化液在润滑、冷却及清洗等各方面综合的优良性能,为我们选用切削液时节约了很多挑选的时间。


通常,攻螺纹时使用的是一种纯油性、糊状的切削液,即白厚漆+适量的机油或煤油制成的切削液,俗称“铅油”,攻螺纹时需要不断的将铅油涂抹到刀具(丝锥)上。由于铅油的形态,决定了铅油的冷却、清洗能力严重不足。在实践中我们知道,用铅油作切削液,尽管攻螺纹质量能满足设计要求,但生产效率低,切屑清除困难,而且铅油容易粘附在螺纹表面,清洗十分困难,对加工大型零件上的螺纹盲孔,困难尤其严重。


为解决这一难题,用水溶性切削液代替铅油,是考虑的一个办法。合成切削液虽然有良好的冷却、清洗功能,但润滑性能差,导致攻螺纹质量不能满足设计要求,并且刀具寿命也较低。铅油或合成切削液两者各有优缺点,攻螺纹时用这两种切削液,很难将它们的优点统一起来。


用微乳化液作为攻螺纹的切削液,在加工效率、清洗性能等方面,比用铅油作为切削液时的性能有明显的改善,在大批量加工螺纹孔,特别是盲孔螺纹时,用微乳化液作为切削液,应该得到大力推广应用。


司磨削使用的切削液,一直沿用的是乳化油+水稀释后形成的乳化液。该切削液从热力学观点看属于不稳定体系,易腐败生菌,使用期短,同时对水的要求较高,遇硬水或水中电解质含量过多时,乳化液稳定性会降低,甚至破乳影响使用。微乳化液从热力学观点看属于稳定体系,不怕硬水,稀释水可含有较多电解质,不易生菌,使用期长。


微乳化液其润滑、冷却、防锈及冲洗性能均达到要求,特别是在加工中心、数控车床等机床上微乳化液的应用已经取得了很好的效果。


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