世界金屬加工油液占世界總潤滑油量5%以上,而且從以油基為主,逐步向水基發展。
由于鋁加工業的比例增加,鋁加工油品種和產量呈上升趨勢。在國外金屬加工液中,切削液一直占有較大比例,一般為50%左右。金屬加工液分類常按金屬加工方法分為切削液和成型液兩大類,或按油品化學組成分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類。我國目前亦大多沿用此分類。ISO于1986年通過IS06743/7,按油基、水基將加工液分為MH和MA兩大類,又根據每類的化學組成、應用各分為8類和9類,共17類,該標準將目前眾多的金屬加工液的品種均可包含進去,我國已等效采用了該標準,制定了 GB7631.5。
金屬的機械加工通常包括兩種類型:金屬的去除和金屬的變形。前者作業是靠刃具把金屬從被加工件上除掉;后者則是用模具使金屬在應力下塑性變形,如軋、拉拔、沖壓、擠壓等。一般習慣地把金屬去除作業所用的潤滑劑稱為切削液,而把金屬變形用的潤滑劑稱為金屬加工工藝用液體。金屬加工液則是泛指上述兩類加工、作業用潤滑劑。
(一)金屬切削液的選用(技術切削設備的潤滑見機床的潤滑特點)
大部分金屬切削需要使用切削液,甚至在可以正常進行干切削的作業,如果選用適當的冷卻潤滑劑也可增加工效。早在1883年,F.W.泰勒(Taylor)曾證明用沖洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。金屬切削液的品種繁多。
ASTM D2881把金屬加工用的液體劃為三類: (1)油和油 基液體; (2)水基乳液及分散體; (3)化學溶液(真溶液及膠體溶液)。
2類與3類之間的基本區別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,真溶液及膠體溶液的粒度范圍為20~40 nm。膠體乳液(Ⅱ-C)代表了一種介于化學溶液與溶解油的乳液之間的中間狀態,其粒度分布介于上述兩等級之間。這種劃分原則基本上是一個理論性的區分,因為從典型的礦物油到不含油的化學溶液之間,可能存在著無限度的等級。
近年來,金屬切削液的發展和變化主要是在水溶性液體領域(2、3類)。由于這 類液體以水為基質,其傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)。等量的水吸收一定 熱量后,比油的溫升要慢得多,從而提高了冷卻效果,且可減少油霧,因此水基切削液的用量增大。以英國為例,水基切削液在整個切削液市場中約占60%。但是水基 切削液與油相比存在著潤滑性差,其次是銹蝕、膠體穩定性、化學穩定性、生物穩定性、可濾性、泡沫性等問題。這些問題對切削液在機床應用時的“油池壽命(Sum p Life)”至關重要。合理選擇、應用、監控和維護,對使用水基切削液特別重要。
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