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金属加工液的功能和选用

随着汽车工业技术的不断发展和进步,新材料、新工艺不断涌现,在这些加工过程中选择合适的切削液对于保证产品加工质量,提高加工效率,减少环境污染都是至关重要的。
金属加工液通常也被称为冷却液,根据不同的机械加工要求,金属加工液又可分为切削液、磨削液等类型。在汽车制造业中,金属加工液的使用范围非常广泛,例如在发动机的机械加工和变速箱的机械加工中都广泛使用着各种各样的金属加工液。
金属加工液通常以矿物油的含量来进行分类:
纯油类金属加工液,矿物油含量为90%95%
乳化类金属加工液,矿物油含量超过85%90%
半合成金属加工液,矿物油含量不超过5%50%
不含矿物油的全合成金属加工液。
一、金属加工液的主要功能
1、润滑功能
金属表面在机械加工的过程中受到较大的切削力,并且有相对运动,从而在刀具与工件表面、刀具与切屑之间会产生较大的摩擦。这种摩擦现象的存在会产生较大的热量并且加剧刀具的磨损和工件表面精度的恶化,并且会降低加工效率。金属加工液可以大大降低这种摩擦,延长刀具寿命并提高加工件表面质量。一般说来,金属加工液中的矿物油含量越高,其金属加工液的润滑性能越好,但随着金属加工液技术的发展,含有极压添加剂半合成和全合成类型的金属加工液也同样具有良好的润滑性能。
2、冷却功能
这也是金属加工液被俗称为冷却液的原因,因为机械加工过程中存在剪切和摩擦的双重作用,从而不可避免地会产生较大的热量,这种热量如不能被及时带走,就会造成刀具和工件之间产生高温,从而会软化刀具甚至降低工件表面的硬度,加剧刀具磨损,影响工件的表面精度。不仅如此,高温还会产生积屑瘤,造成工件加工精度偏差。通过大流量的金属加工液的冲洗作用,可以带走机械加工过程中产生的热量,降低刀具和工件的温度,延长刀具的寿命,提高加工件的表面精度,提高机械加工的效率。
3、排屑功能
金属机械加工过程中产生的加工屑如不能被及时从加工区域移走,可能产生积屑瘤并造成已加工面的磨损。
4、防锈功能
大多数的金属材料(如铁和铸铁)在与潮湿的空气与水接触后会很快产生锈蚀,而在金属机械加工过程中,如果在两道不同工序之间,金属加工液不能提供良好的防锈功能,就可能会造成半成品产生锈蚀,从而使产品报废。
金属加工液除以上功能外,还要具有防泡沫、对环境友好、抗菌等功能,不同的机械加工方式对金属加工液的功能需求也不同,例如重负荷低速机械加工对金属的润滑性能要求更高,而高速低负荷机械加工对冷却要求更高。
二、金属加工液的选用
不同的金属机械加工方式对金属加工液有不同的要求,以下是汽车制造业中几种主要机械加工方式对金属加工液的要求:
1、车削和铣削
对于一般的钢和铸铁材料的机械加工,其加工方式一般切削速度较快,产生热量较多,需要有足够的冷却,可以使用乳化类和半合成类型的金属加工液。对于加工材料对润滑性能要求较高的钢和铝合金材料,可以选用半合成金属加工液。
2、钻孔和铰削
这两种加工方式对于金属加工液的润滑和冷却性能要求都比较高,一般要选择润滑性能较好的半合成含有极压添加剂类型的金属加工液,不仅保证其润滑性能也可以提供良好的冷却性能。特别是使用MAPAL铰刀加工硬质材料时,必须选用润滑性能良好的金属加工液来保证铰孔的表面精度。这两类机械加工方式可以选择半合成金属加工液。
3、磨削
磨削加工速度较快,对金属加工液的冷却和润滑性能要求较高。在磨削加工时必须要降低接触面区域磨料和工件表面间的摩擦,从而降低磨削面上的温度,这需要金属加工液提供良好的润滑性能,并伴随大流量金属加工液的冲洗带走热量来满足磨削的加工精度要求。对于磨削加工选择金属加工液,相对比较复杂,需要考虑比较多的因素,例如工件材料、砂轮材料、磨削方法、切削参数等。

 

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