为什么你用完切削液,还会出现削刃溶着、崩刃缺口、刀尖软化?

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润滑

冷却

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清洗

防锈


相信干机加的都对切削液很了解,对切削液的四大功能更是熟记在心,虽然很多人都知道这些。

但是在用切削液时,还是会出现切削刃溶着、崩刃缺口,切削变色、刀尖软化等等问题。其实,不同的加工方法、温度、环境等等都会影响切削液的功能变化。

切削液的发展


为什么你用完切削液,还会出现削刃溶着、崩刃缺口、刀尖软化?


切削液的分类


我们都知道切削液主要分为油基和水基两种大类:

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根据它的功能可以排列如下:

  • 润滑性:切削油>乳化液半合成切削液>全合成
  • 冷却性:全合成>半合成切削>乳化液>切削油
  • 防锈性:切削油>水基切削液(乳化液、半合成切削液、全合成)
  • 清洗性:水基切削液(乳化液、半合成切削液、全合成)>切削油


合理选择切削液


切削液的种类很多,性能各异,应根据工件材料、刀具材料、加工方法和加工要求合理选择切削液。

粗加工时


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(1)用于高速工具钢刀具粗车或粗铣碳素钢工件时,应选用质量分数低的乳化液(如3%~5%的乳化液),也可以选用合成切削液。


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(2)用于高速工具钢刀具粗车或粗铣铝及其合金、铜及其合金工件时,应选用5%~7%的乳化液。


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(3)粗车或粗铣铸铁时,因为铸铁中含石墨,切削时石墨可以起到固体润滑剂的作用能减少摩擦。若使用油类切削液,会把崩切屑和砂粒粘合在一起,起到研磨剂的作用,使刀具和机床导轨磨损,所以铸铁粗加工时一般不用切削液。

(4)作为现在主流的硬质合金刀片,一般情况下不加切削液,因为若切削液流量不足或不均,会造成硬质合金刀片冷热不均,产生裂纹,造成刀具报废。

但在加工某些硬度高、强度大,导热性差的特殊材料时(尤其是重切削),由这时切削区域温度较高,会造成硬质合金刀片与工件材料中的某些元素发生粘接和扩散现象,导致刀具迅速磨损,此时,应加注流量充足,均匀并以冷却作用为主的切削液,如2%~5%的乳化液或合成切削液,可显著降低切削区域温度,提高刀具寿命。

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若切削液采用喷雾加注法,则切削效果更好。硬质合金刀具使用切削液时,不能间断使用,一定自始至终使用,否则会影响刀具寿命和工件已加工表面质量。

(5)低速切削时,刀具以硬质点磨损为主,宜选用以润滑性能为主的切油,在较高速度切削时,刀具主要是热磨损,要求切削液良好的冷却性能,宜选用乳化液或水溶液。

精加工时

精加工对工件表面粗糙度和加工精度要求较高,此时除了考虑刀材质、工件材料、加工方式之外,还应考虑切削速度的变化,选用不同性能的金属切削液。

(1)用于高速钢刀具精车或精铣碳素钢工件时,切削液应具有良好的渗透能力,良好的润滑性能和一定的冷却性能。在较低的切削速度(小于10m/mim)下,由于在切过程中主要是机械磨损,因此要求切削液具有良好的润滑性和一定的流动性,使切削液能快地透到切区域,减少摩擦和粘接,抑制切屑瘤和鳞刺,从而提高工件的精度和降低表面粗糙度值,提高刀具的寿命,

此时应选用10%~15%的乳化液或10%~20%的极压乳化液。

(2)用硬质合金刀具精加工碳素钢工件时,可以不用切削液,也可用10%-25%的乳化液或10%~20%的极压乳化液。

(3)精加工铜及其合金、铝及其合金工件时,为了得到较低的表面粗糙度值和较高的度,可选用10%~20%的乳化液、煤油。

(4)精加工铸铁时,可选用7%~10%的乳化液或煤油,以降低工件表面粗糙度值。

切削难加工材料


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所谓难加工材料是相对于易加工材料而言的,它与材料的成分、热处理工艺有关。一般来讲,材料中含有一定量的铬、镍、钼、锰、钛、钒、铝、铌、钨等元素时,可称为难加工材料。

这些材料所含硬质点多,机械擦伤作用大,热导率低,切屑易散出等特点,因而在切削过程中处于极压润滑摩擦状态。切削难加工材料的切削液要求较高,切削液必须具有较好的润滑性和冷却性。

(1)用高速钢刀具切削难加工材料时,应选用10%~15%的极压乳化液或极压切削油。

(2)用硬质合金刀具切削难加工材料时,应选用10%~20%的极压乳化液或硫化切削油。

建议:虽然动、植物油能作为切削难加工材料的切削液,并且能达到较好的切削效果,但是这样会增加成本。我们应该尽量少用或不用动、植物油作为切削液。

封闭或半封闭切削加工


钻削、攻螺纹、铰孔和拉削等加工的容屑为封闭或半封闭方式此时,排屑困难,刀具与切屑、工件摩擦产生的大量切削热不能及时传出,造成切削刃烧损并严重地影响工件表面粗糙度。尤其是在切削加工某些硬度高、强度大、韧性大、冷硬现象较严重的特殊材料时,上述问题更突出。

此时需切削液有较好的冷却、润滑及清洗性能,以减小刀一屑摩擦生热并带走切屑为主。

一般深孔钻削、拉削、攻螺纹、铰孔等切加工时,应选用10%~15%的乳化液、15%~20%的极压乳化液、矿物油或极压切削油等作为切削液。

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使用切削液的注意事项


为了使切削液达到应有的效果,在使用时还必须注意以下几点:

(1)油状乳化液必须用水稀释后才能使用。

(2)切削液的流量应充足,并应有一定压力。切削液必须浇注在切削区域

(3)使用硬质合金刀具切削时,如用切削液则必须从一开始就连续充分地浇注,否则硬质合金刀片会因骤冷而产生裂纹

(4)切削液应常保持清洁,尽可能减少切削液中杂质的含量,已变质的切削液要及时更

切削液常见问题与对策


加工性能方面

问题

产生原因

可能的解决措施

后刀面磨损大,刀具寿命低

1.刀尖和切削刃部分润滑性不良,产生磨料磨损

2.切削液含有活性物质,产生化学磨损

3.供液量不足,切削温度过高

1.增大供液量和供液压力,采用多个喷嘴供液,保证后刀面供液充足

2.水基切削液的场合选用润滑性好的乳化切液,并提高使用浓度;油基切削液的场合选用脂肪油分含量高的;避免使用含活性添加剂的切消液

3.若切削液劣化变质,应及时更换新液

过度发热降低刀具寿命

对刀具的冷却不充分

1.油基切削液的场合换用低粘度油基切削液或水基切削液

2.增大工业压力和流量

3.保持切削液温度恒定

使用过程中刀具寿命逐渐变短

1.油基切削液的场合,由于漏油混入引起添加剂浓度降低

2.水基切削液的场合由于只补给水造成浓度低

1.采取防漏油措施

2.检查使用液浓度并补充添加剂或原液

3.更换新液

切削刃发生熔着,产生崩刃缺口

抗粘着能力差,积屑瘤异常并周期性脱落,造成切削刃熔着和损伤

1.油基切削液的场合改用化学活性高的切削油发生

2.水基切削液的场合改用润滑性能好的高浓度极压乳化型切削液,并在高浓度下使用

从油基切削液换成水基切削液后刀具寿命急剧下降

1.由于切削液种类固有的性能差别引起润滑性不足

2.切削用量不合适

1. 选用含极压添加剂的高浓度乳化切削液

2.设定合适水基切削液的切削用量急

3.直接向切削区喷雾供给切削液原液

工切屑变色严重,刀尖软化、熔融,刀具寿命

1.切削热导致切削温度过高

2.对切削区冷却不充分

1.增大供液量和供液压力

2.油基切削液的场合换用水基切削液性

3.增加切削液容积,减少使用液温度升高

切削刃崩刃,剥落导

致破损失效

1.积屑瘤破碎引起崩刃

2.断续冷却的热冲击引起破损

1.改善供液方法,扩大供液范围,增大供液量和供液压力

2.换用热导率低的切削液,减小热冲击

3.采用干式切削

钻孔、铰孔时发生刀具粘接与破损

切削刃部分产生断油现象,润滑不足,边缘部分润滑不足

1.增大供液量和供液压力

2.水基切削液的场合,检查稀释倍率,并提高使用浓度

3.换润滑性和抗粘结性好的油基切削液

攻螺纹时易发生刀具

切削刃部分断油或切削液润滑性不好

1.改善供液方法,避免出现断油现象2.换润滑性和抗粘结性好的油基切削液3.换附着能力强的糊状切削液

切削刃处粘接严重,引起工件尺寸变化

1.抗粘结性能不佳

2.积屑瘤增长与脱落交替发生

1.水基切削液的场合换用油基切削液切削刃处粘接严

2.油基切削液的场合检查活性添加剂有效成分重已起工化

加工精度差

1.冷却不均或不充分导致工件热变形

2.积屑瘤的消长导致背吃刀量变化

1.充分供液

2.尽量保持切削温度恒定

3.油基切削液的场合及时补充极压添加剂,或换抗粘结性更好的切削液

已加工表面粗糙、撕裂、拉伤

1.由于润滑不充分,切削刃附着积屑瘤

2.孔加工时切屑粘接引起拉伤

1.换抗粘结性好的切削液

2.改善过滤方法以去除细微切屑

3.改善供液方法,避免出现断油现象


理化性能方面

问题

产生原因

可能的解决措施

油基切削液

机床床面、导轨等出现污斑

由于金属表面与切削液中的成分起化学反应引起

1.检查切削液中是否混入了水分2.检查极压添加剂的腐蚀性

3.检查劣化变质情况

4.操作完结时做好清洁维护工作

铜合金零件变色或腐蚀

由于切削液的成分与铜合金起化学反应引起

1.检查切削液对铜合金的适应性

2.使用液劣化严重时,及时更换

机床以及检测装置运动不灵活

切削液氧化变质、发粘,在

机床滑动面上滞留所致

1.添加抗氧化剂或选用氧化稳定性好的切削液油基切削液

2.切削液劣化显著时,及时更换

3.定期清洁机床和仪器,维护设备

过滤器早期堵塞、管道堵加,

切削油氧化变质引起粘度增加,易与细小切屑形成淤渣

1. 加强切削液净化管理,及时除去切屑等污物

2.选用氧化稳定性好的切削液

3.换用新的切削液

飞溅出来的在液箱内冒烟

1.切削液闪点太低

2.切削温度过高

1.将附着在切屑上的切削油去除干净

2.添加抗烟雾添加剂或换用闪点高的切削液

3.增大供液量和供液压力,降低切削温度切屑

4.换用水基切削液

水基切削液

机床或工件生锈

1.切削液浓度不够

2.pH值降低

3.防锈剂消耗过多

4.切削液劣化、腐败

1.测定切削液浓度并使其保持稳定

2.补充碱以维持pH值在9左右

3.在有切削液的情况下避免异种材料长时间接触

4.严重劣化时,换新液

工序间停留时间时零件生锈

1. 工序间停留过长

2. 2.受周围酸性气体腐蚀

3.在台风、梅雨等异常条件下存放

1.避免将零件重叠放置或放在易吸潮的物体上

2.缩短工序间停留

3.采取工序间防锈措施

4.在环境气氛恶化情况下,涂上防锈油脂

乳化液分离,生成不溶性漂浮物

1.水太硬或稀释方法不当

2.漏油混入过多

3.劣化严重、腐败

4.铝屑与切削液中的物质发生反应生成铝皂

1. 采用符合要求的水和正确的配方

2.安装浮油回收装置,及时去除浮油

3. 添加防腐剂、pH值增加剂或补充原液

4.及时清除切削液中的铝屑

5.换用新液

有腐败臭气

1. 切削液的防腐性差

2.漏油、切屑混入过多

3.切削液长期不流动

4.防腐管理不到位

1. 加强pH值浓度管理,保持其正常使用值

2.保持切削液的清洁,不使其接触污物口

3.及时除去浮油和切屑

4.定期添加防腐杀菌剂

5.长期停机时,定时搅动或向切削液中鼓入空气削液

使用液发红

切削液中的物质与切屑发生反应,生成了过量的氧化铁

1.及时除去切削液中的切屑

2.添加防锈剂、pH增高剂

泡沫过多

1.表面活性剂量太多

2.使用液浓度太高

3.流速和管路阻力过大

1.添加消泡剂

2.切削液浓度太高时,适当加水稀释

3.降低流速和管路阻力

4.换用抑泡性能好的切削液

过滤器、管道早期堵塞

1.切削液腐败,分离油、脂皂等物质与切屑结成淤渣

2.霉菌大量繁殖

1.加入防霉剂

2.换用新液

限位开关等电气系统故障

1.水分混入电气系统

2.切削液飞溅进电气系统

3.切削液中的高级脂肪酸皂的黏稠性引起

1.采用防止水分混入的护罩和密封装置

2.换用无机盐含量少的切削液

3.换用含高级脂肪酸皂少的切削液

涂料剥落

切削液中的碱和表面活性剂引起

使用前对切消进行涂料适应性试验,选用合格者


问题

产生问题

可能的解决措施

安全卫生问题

操作者皮肤干燥、开裂、发疹、红肿,严重溃烂

1.溶剂或低黏度石油制品引起皮肤脱脂

2.油基切削液引起油过敏

3.水基切削液中的碱和表面活性剂引起的脱脂和刺激

1.选用对皮肤刺激性小的切削液

2.设置防止切削液飞溅的装置,提高工序自动化程度,以减少接触切削液的机会

3.操作时经常保持手及工作服清洁,作业完毕时必须清洗干净并涂保护脂。使用油基切削液的涂水溶性保护脂;使用水基切削液的涂油溶性保护脂

4加强切削液管理,防止老化和腐败安

5对过敏体质者调换工作岗位

机床周围发臭

(水基切削液)

1.切削液腐败

2.油盘、地面等处漏出的切削液聚集腐败

1.添加防腐杀菌剂

2.及时清扫油盘和地面,保持清洁

3.必要时更换新液

在机床周围被油污染

异味(油基切腋液)

切削油冒烟、气化,分解生成物气化,放出异味

1.设置排气装置

2.增大供液量,以降低切削温度

3.换用抗雾化性能好的切削液或改用水基切消液

冒烟激烈(油基切削)

1. 切削液闪点偏低

2.切削温度过高

1.设置雾气吸收、排除装置和换气设备

2.增大供液量,以降低切削温度

3.换用闪点高的切削液

4.换用水基切削液

液雾大

喷雾供液引起

控制喷雾供液量,要防止不切削时也喷出


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