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在金屬切削加工中,切削每次都在新生面上進(jìn)行,速度變化每分鐘數(shù)毫米至數(shù)百米,壓力高達(dá)2——3GPa。通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整,表面活性劑聚乙二醇合成乳化劑與復(fù)合多元醇酯PE-25的質(zhì)量比為1:1時,硼酸酯、三、三油酸皂的質(zhì)量比為3:2:1混合形成的復(fù)配型防銹劑,添加量為20%,可滿足各類工件的防銹所需。切削時除外摩擦外,還有刀具與切入金屬內(nèi)部的分子內(nèi)摩擦,切削區(qū)界面溫度可達(dá)600——800°C。這樣的高溫高壓會使刀具的強(qiáng)度和硬度降低,這對切削液的要求則是冷卻、潤滑、清洗和防銹四個作用同時具備。
冷卻表現(xiàn)在降低刀尖溫度、抑制被切削材料和刀具的熱膨脹,以提升操作性能和加工精密度。適用于多種金屬材料的多種加工方式的潤滑和冷卻,具有優(yōu)良的潤滑、冷卻、防銹、清洗性能,耐菌防臭,穩(wěn)定性高,使用周期長。水的熱導(dǎo)率和比熱容均比油大,粘,度也比油小,故乳化液的冷卻性能遠(yuǎn)比油好。潤滑減少前刀面與屑、后刀面與加工表面的摩擦,防止發(fā)生粘著、肌瘤、鱗刺或冷焊,以減少功率消耗和刀具磨損,并獲得不錯的表面光潔度。防銹為防止大氣中的水和氧氣對新加工表面的銹蝕,在切削油中要加入防銹劑,提高切削油的防銹性能,以滿足工件在加工過程中短期防護(hù)之需。清洗利用液流沖去細(xì)小的切屑和粉末,預(yù)防粘結(jié),以保證刀具和工件持續(xù)加工。在磨加工中,清洗性差的切削油會導(dǎo)致堵塞砂輪,使磨削區(qū)溫度升高和燒壞工件。使用低粘度油和加入表面活性劑能提高切削的清洗性。
環(huán)保綠色的切削液需要具備多種性能同時還需要對環(huán)境,對人體沒有傷害,這對研發(fā)的科學(xué)技術(shù)人員是一個很大的挑戰(zhàn),但是也是一件非常值得期待實(shí)現(xiàn)的事情,這將對很多行業(yè),以及環(huán)境保護(hù)發(fā)揮很重要的作用。
乳液型環(huán)保切削液,由以下重量份數(shù)的原料組成:十二烷基磺酸鈉3-5份、蓖麻油1-3份、癸二酸0.5-1份、月桂醇硫酸鈉2-4份、油酸丁酯1-3份、三1-3份、石油磺酸鈉0.4-0.8份、硼酸鉀1-3份、硼砂1-3份、硅酸鈉0.5-1份、鎢酸鈉0.05-0.1份、葡萄糖酸鈉8-15份、聚乙烯吡咯烷酮0.01-0.04份、丁基萘磺酸鈉0.5-1份、羥基硬脂酸2-5份、去離子水8-15份。在磨加工中,清洗性差的切削油會導(dǎo)致堵塞砂輪,使磨削區(qū)溫度升高和燒壞工件。本發(fā)明安全環(huán)保,冷卻性能好,具有很好的潤滑性和防銹效果。
綠色環(huán)保型切削液,按照重量百分比,由下列原料組分組成:大豆油28-35%、10號礦物油8-12%、三5.5-8.3%、石油磺酸鈉2.4-4.5%、消泡劑0.12-0.23%、防腐劑0.7-1.1%、脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)16-21%、極壓劑5-6.5%、水余量。本發(fā)明的切削液中不含亞、氯、磷、硫等,對人體無、無刺激性氣味、不腐蝕機(jī)床。本發(fā)明切削液無毒,抗腐蝕性能優(yōu)異,環(huán)保性好,具有生物分解性。本發(fā)明選擇的表面活性劑為脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES),脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)是一種生物降解性能良好、抗硬水性能強(qiáng)、環(huán)境友好的低毒表面活性劑,具有高潤滑性,控制刀具產(chǎn)生熱量,可以延具的壽命,提高工件的表面光潔度。
在金屬加工切削的過程中,人們往往只注意刀具切削部分幾何參數(shù)的變化。認(rèn)為只要認(rèn)識,掌握和運(yùn)用刀具幾何參數(shù)變化的規(guī)律,就能提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量和切削效率,這恰恰忽視了另一個重要因素,即切削液在金屬加工切削過程中的作用。
切削液的使用對金屬切削加工起著重要的作用。本發(fā)明添加的助劑增強(qiáng)了切削液的分散、潤滑、成膜性能,同時提高了切削液的滲透性和冷卻性能,本發(fā)明的切削液具有分散性好、穩(wěn)定性高、冷卻效果好的優(yōu)點(diǎn),提高了加工質(zhì)量,同時其成本低廉,對環(huán)境友好、對人體無毒無害并且生物降解性好。在金屬切削過程中,刀具與工件,刀具與切屑的界面間產(chǎn)生很大的摩擦,使切削力、切削熱和工件變形增加,導(dǎo)致刀具磨損,同時也影響工件已加工表面的質(zhì)量。切削液的主要作用就在于在金屬切削過程中減少這些界面間的摩擦和降低切削區(qū)域的切削溫度。合理選用切削液,可以改善金屬切削過程中界面摩擦狀況,減少刀具和切屑的枯結(jié),阻制積屑瘤和鱗刺的生長,減少工件熱變形,保證加工梢度,減小切削力,提高刀具耐用度和生產(chǎn)效率。