金属加工冷却液的两个主要功能是冷却刀具和减少切削过程中的摩擦。
冷却液的其他功能包括清除碎屑、防止腐蚀、确保生物稳定性,并为操作员提供友好的环境。冷却液由复杂的化学式组成,以满足性能要求。
机器加工厂通常有许多不同的加工操作,每种操作都有其特定的冷却液要求。为了满足这些要求,已经推导出了数百种具有不同功能的冷却液配方。
过去,机械加工厂经常在现场准备不同的冷却液,以满足工程师对每台滚筒机床使用冷却液的要求。然而,加工车间不同的冷却液造成了交叉污染和废液不相容等问题。此外,各种冷却液也导致库存增加。
如今,机器加工厂倾向于在车间内使用一种或有限数量的冷却液进行所有工艺。
这促使冷却液供应商开发出更全面的产品,帮助制造出优质的产品,同时解决冷却和润滑、腐蚀和微生物控制等问题。等多种技术和市场上的大型冷却液,机器加工厂为其操作选择性能最佳、最经济的冷却液,面临着复杂的挑战。
此外,对于每一个具体的工艺这个问题,最好的冷却液总是存在许多现象。基本了解三种主要冷却液——纯油、可溶性油和合成剂——各种成分对性能的影响,选择冷却液可以很简单。
油溶性成分功能
矿物油润滑和防锈
油脂增加润滑性
极压添加剂(硫、磷、氯)提高刀具使用寿命
乳化剂可与水混合
PH引发剂提高防锈性和生物稳定性
控制细菌和霉菌的杀虫剂
控制气泡到气泡
抗氧化剂防止氧化,使光泽
颜料、香精客户偏好
冷却液的基本特性
(按降序排列,不包括添加剂的影响)
润滑冷却
纯油成分
半合成可溶性油
一种复合油溶性
纯油的合成
纯油
不溶于水的纯油来源于油(矿物油)、动物油或植物油,未稀释可直接使用。
该油具有良好的润滑性和防锈油槽、长寿命和易于维护等特点,此外,它们不会变质,因为寿命通常只能在含水流体中生存。
可以是纯油或不同基础油的混合物,可能含有边界和/或极压添加剂,如硫、磷和氯化合物。纯油可以减少切削金属时刀具产生的力,从而使切削和切削刀具可以在工件表面形成光滑的表面。
添加剂可以提高纯油的润滑性,增强切削金属和刀具之间的缓冲层。在极端情况下加工时,添加剂可能会超过产品成分的20%。
虽然他们没有添加任何更昂贵的添加剂,但对于挤压磨削、要求苛刻的表面粗糙度和刀具寿命过程以及攻丝和深孔钻削过程来说,添加添加剂的纯油起着至关重要的作用。
此外,纯油还可以防止重载加工中的微观凝聚,添加剂可以提高金属的结合性能。
但是,纯油不会阻燃、冒烟,从而形成对操作者不友好的加工环境。纯油也可能在出厂时几乎每次都会在表面留下不愉快的油膜。
油溶性
可溶性油适用于轻到重的机械加工操作,包括有色金属和黑色金属加工。
润湿剂和极压添加剂可以扩大可溶性油的使用范围,更普遍地包括纯油重载工艺。
可溶性油通常分为半合成油、真正的可溶性油和主要基于浓缩物中的油含量。
油溶性浓缩液中含有40%或更多的油,与水混合形成金属切削液,切削液为油与水混合提供冷却水,具有高热容量和良好的散热性,润色能力是通过油与水的混合附着的,它们通常在机床的运动部件上留下一层保护涂层。
虽然可溶性油可以延长优质润滑剂的刀具寿命,但它们并不总是具有与纯油相同的润滑性能水平。它们也比纯油更好,需要更多的维护。水的使用使历史上的可溶性油容易滋生微生物,更容易腐败,因此,工厂必须遵守严格的预防性维护措施,以延长油箱的使用寿命。
操作员需要更密切地注意水溶性油连接站的类型。
如果与硬水混合,可溶性油会在工件和机床上产生沉淀:地下水可能很硬,也可能含有加速腐蚀的氯离子和硫酸盐。
机械加工厂应采用具有足够腐蚀性的一级冷却液,否则可能需要在冷却液罐中添加防腐剂。另一方面,使用软水和可溶性油基冷却液加工时可能会出现气泡问题,因此需要采用泡沫剂、油箱剂等。
半合成冷却剂
在由高达40%的油制成的水稀释浓缩液中加入半合成冷却液。还可以添加乳化剂、润湿剂、防腐剂、极压成分和杀虫剂等。
冷却液通常是半透明的,但也可以完全透明或不透明。
半合成冷却液可广泛应用于切削刀具,为中重载加工提供良好的润滑性。通过它们,操作者可以以更高的切削速度和进给量,因为它们通常比可溶性油具有更好的冷却和润湿性能。
半合成冷却液的油制备较少,有时具有更好的沉淀和清洁性能。由于其含油量低于纯油或可溶性油,因此它们产生的烟雾较少。
半合成冷却剂的缺点与可溶性油水相似,硬度影响其稳定性。硬水和水混合使用,可能会导致硬水在水箱中形成沉淀物,并与软水混合,产生气泡。
冷却剂的合成
合成的冷却液不含石油基油。通常,它们含有润滑油,防锈剂不溶于水。供应商要浓缩形式组成,与可溶性油非常相似,它们与水混合形成冷却液。
因为只有添加剂和添加到水中的浓缩物,合成并具有很高的冷却功能。同时它们最好用于高温高速金属切削,如平面磨削等,对润滑性有深远影响的添加剂,当添加到某些合成物体中时,可以获得比添加剂更好的纯油收率润滑效果。
重载组合在过去的几年里已经得到了充分的发展,现在可以处理大多数添加过程。
复合冷却液根据其成分可分为几个级别:
用于轻负荷磨削操作的简单切削液。它们在罐中混合后会形成透明液体,因此操作员可以看到正在切割的金属。
复合切削液含有合成润滑油,可用于高速至中/重型切削。它们也在罐中形成透明溶液。
可乳化切削液中含有一种特殊的化学特性的润滑油,其外观与可溶性油相似。
复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。大多数复合材料用于防腐,并且具有出色的冷却能力。
传统上,复合材料有很多缺点。合成油通常比同类油贵。此外,一些合成运行非常干净。
也就是说,它的清洁功能可能会导致一些合成原因,导致皮肤和粘膜干燥机密封失效,操作员。许多合成冷却液会留下粘稠的残留物。
有些人相信这一点。油雾化剂的合成,但这不一定是真的。根据其组成和作用,它们可能不会产生如经常出现的可溶性油雾,但它们仍可能油雾化,引起鼻、喉和眼睛黏膜炎症。因为它们不油腻,对人体皮肤的复合损伤可能更高。
正确选择冷却液
最好的冷却液可以保护机器并延长刀具寿命,同时为操作员和环境健康安全部门提供经环境部门批准的冷却液。
根据机床制造商和冷却液供应商的最佳建议,选择最佳冷却液以优化所有参数。
工厂操作员和工程师通常依靠冷却剂供应商的专有知识,根据加工材料讨论和推荐最佳冷却液。大多数工厂希望减少冷却液的类型,以减少冷却液维护和处理费用,并可以进一步节省购买大型冷却液的费用。
一些机床制造商的产品需要使用特定的冷却液。众多机床制造商提供了一份推荐冷却液清单,如果用户不使用推荐的冷却液,则保修。加工厂在考虑购买机器时,应找到机床制造商并说明目前车间正在使用的冷却液。然后,制造商和冷却液供应商可以确定各种新型机床中的主动冷却液效果。