浅淡金属加工切削液的应用技术

发布时间: 2017-05-16       作者: 来源于网络       浏览量:447

        有效地实施对金属加工切削液的现场管理,是管好、用好切削液的前提和基础,切削液使用效果的第一手资料,只有从现场管理中取得。现场环境千差万别,使用过程中出现的问题无法预知,可以说金属加工切削液应用技术是一门很深的学问。





        在切削液使用过程中,切削液的“应用技术和切削液技术”有着本质区别,供应商提供的资料和经验中共性的问题比较多,但有它的局限性。而企业操作工人和油品技术人员掌握的信息最客观、最实际。龙其是操作工人,对自己的机床性能、加工材料、加工工艺和加工技术要求、水质、机床的漏油情况及使用过程中产生的问题最有发言权;而作为企业的油品技术人员,掌握着整个企业机器设备的第一手信息。




        往往不同的设备使用同一品种切削液,会产生不同的结果;即使同样的设备,在不同的环境下使用同一种切削液也会收到不同的效果。因此,作为一个合格的油品技术人员,应该对本企业使用的切削液特点做到心中有数;对不同机床的性能、加工方法、加工材料、加工工艺和加工技术要求、水质情况、机床的漏油情况及使用过程中产生的问题等也应该有所了解。只有正确掌握了信息,才能对征下药解决可能出现的问题。


        下面主要对金属加工切削液的类型和作用以及机械加工企业对切削液的合理选择、正确配液、现场管理与维护等方面进行初步的探讨。


一、切削液的类型和作用

        按照产品形态,金属加工切削液分为油溶性和水溶性两类。油溶性切削液通常称为切削油,用户可以直接使用,不需兑水稀释。水溶性切削液又叫冷却液或皂化液,用户需要按照一定比例加水稀释后方可使用。根据配方组成的差异,水溶性切削液又分为乳化切削液、半合成切削液(微乳化切削液)和全合成切削液。




        在金属加工过程中,切削液发挥着重要功能:

        a、润滑作用:降低加工过程中的摩擦阻力,提高加工件的加工精度,改善加工件的表面质量;

        b、冷却作用:及时地传递加工过程中产生的大量摩擦热和变形热,延长加工刀具的使用寿命;

        c、清洗作用:减少铁屑和金属粉末等碎屑的粘结,并将碎屑冲洗出加工区域;

        d、防锈作用:保证加工机床、刀具和工件在加工过程中和加工后短时间内不产生锈蚀。


二、 切削液的合理选择

        在机械加工过程中,不同加工材质、不同加工方式、不同加工刀具等情况对切削液的性能要求千差万别,所以在选择切削液之前必须了解现场的具体工况。通常来说,需要了解的情况主要包括以下几个方面:

①  加工设备

        机械加工中常用的设备有数控卧车、数控立车、数控镗铣床、数控龙门铣、数控加工中心、数控型面铣床、车削中心、磨床等多种类型;

②  加工方式

        不同的加工方式,金属的切削特性是不同的,对金属加工切削液性能的要求也有很大的差别。常见的机械加工方式包括车削、铣削、刨削、钻孔、镗控、绞孔、攻丝、拉削和磨削等;

③  加工刀具

        加工刀具分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、金刚石刀具和砂轮等;

④  加工材料

        涉及的加工材料分为有色金属和黑色金属两大类,其中有色金属包括铜、铝、铅等,黑色金属包括铸铁、普通钢、合金钢、高温合金刚、特殊钢等。不同材料对切削液的要求是完全不同的;

⑤  加工工艺和加工技术要求

        要满足加工表面光洁度和加工精度等加工工艺的要求;

⑥  水质

        由于我国地域辽阔,不同地区水质差异较大,就上海地区来说也有长江水和黄浦江水之分。不同水质稀释出的切削液,使用效果有明显的差别;

⑦  其他

        比如机床安装车间的温度、湿度、通风条件、机床的漏油程度、切削液贮存箱的体积、切削液的喷流量、压力、过滤装置等,只有掌握了现场的实际工况,才有可能选出合适的产品。


        具体来说,在切削液的选取中需要重点从以下几个角度进行考虑:

(1)切削液类型的选择

        选择切削液时,第一步是根据机床的机构装置、切削加工的工艺条件及要求,初步判断选取油溶性切削液或水溶性切削液。通常可以根据机床供应商的推荐和常规经验进行选择,如使用高速钢刀具进行低速切削时,通常采用油溶性切削液;使用硬质合金刀具进行高速切削时,则宜采用水溶性切削液。同时需考虑本企业的实际情况,如车间的通风条件、废液处理能力及前后道工序的切削液使用情况等,选取具体的切削液类型。




(2)切削液品种的选择

        在确定了切削液类型后,要根据切削加工方式、加工材质以及对加工光洁度的要求等,选取切削液的品种。不同加工方式的加工特性差别很大,对切削液性能的要求也是截然不同。以粗车为例,在选取粗车加工用切削液时,要充分考虑进刀量大,切削阻力大,容易产生大量的摩擦热和变形热,刀具磨损也较为严重,因此要选择以冷却性能为主兼具良好的润滑性、防锈性和清洗性的水溶性切削液,及时带走加工过程中产生的热量,提高刀具的寿命。而精车时,进刀量小,切削阻力不大,切削温度不高,主要保证工件的表面光洁度,宜采用以润滑性能为主的切削油或高浓度的水溶性切削液。




        在选取切削液时也要从不同材质的不同切削特性选取不同的切削液产品,如切削高硬度不锈钢,就要根据其硬度高、强度大、难切削等特点,选取极压性能优异的极压型水溶性切削液,以满足切削过程中对切削液极压润滑性能和冷却性能的要求;而对于如铝合金、铜合金等材质,由于其材质本身的韧性大、活性高等特点,在选取水溶性切削液时,则更强调切削液的润滑性、腐蚀抑制性和清洗性等。


(3)环保性能的要求

        在初步确定了切削液类型和品种后,还应该从切削液产品对人体的刺激性、切削液使用寿命、废液处理等方面综合考虑,最终选取合适的切削液。具体来说,在选取水溶性切削液时,首先要选择低刺激性、低毒性的产品,确保现场操作人员的身体安全;各机械加工企业都非常关注切削液的抗微生物能力,要求所用水溶性切削液具有较长的使用寿命,以降低切削液使用量,减少换液次数、机床停机时间、人工费用和废液处理费用等,从而满足工厂降低综合成本的要求;随着国家对环保要求的不断提高,要求切削液的废液必须经过废液处理并达到国家及地方的三废排放标准,方可进行排放,因此,企业在选取水溶性金属切削液时,也把其废液处理难易程度列入选取标准之一。


(4)供应商的售后技术服务

        水溶性切削液在现场使用过程中非常容易出现一些问题,因此,企业应该把供应商的售后技术服务作为选取切削液产品的重要依据。通常,可根据切削液使用工况的差异,建立一个合理的现场检测分析方案,以及时监控或预防使用过程中已经或可能出现的问题,及早加以处理或采取预防措施,避免给生产带来损失。


        在通盘考虑了以上情况后,可以根据本企业的具体情况,同工艺部门、车间领导和技术人员、操作工人、产品供应商等协商确定切削液品牌和品种。


三、 水溶性切削液的正确配制

        切削液在长时间的使用过程中,系统管道、液槽、阀门和机床中可能会残留大量细菌和碎屑,容易污染新液,导致切削液迅速腐败,因此在配制新液前需要清洗系统。通常在配液前8~24h加入专业系统清洗剂,彻底清洗整个循环系统,杀灭系统中存在的细菌。

        配制切削液时,需要根据说明书中“先加水后加原液”的原则,以获得理想的乳化状态。有条件的企业最好选用水质较好的自来水,按照一定比例将切削液原液加入到水中,充分搅拌均匀再注入冷却箱。混配时,有条件的企业使用水溶性切削液混配器最为理想,通常经过混配器调制的切削液比例较人工调配的比例准确很多。此外,如果车间均是单机,最实用的是准备一个专门用来调配切削液的可移动小车,当某台设备需要添加切削液时,可将调配好的切削液小车直接推到机床旁进行添加。


四、 水溶性切削液的现场维护管理

        切削液的现场维护管理及保养一般情况下由切削液供应商的技术服务人员和用户的现场技术人员共同完成。通常可以通过检测使用中切削液的浓度、PH值、防锈性、切削液稳定性(静置后浮油/浮皂量)、微生物含量(细菌、真菌、霉菌等)以及切削液的电导率(或总硬度)来加以评定分析,保证切削液良好的使用效果。为了保证切削液在使用过程中发挥最佳的效果,基本维护显得尤为重要。根据经验,切削液使用过程中应注意以下几点:

(1)定期检测切削液的使用浓度和pH值。尽量使用浓度计((折光仪)来检测,不要凭个人经验。至少每周测量一次在用液浓度和pH值,给每台单机机床建立一份在用液检测卡片。

(2)加工结束后,要求操作人员用切削液软管冲洗掉机床表面的切屑和粒渣。打开机床防护门,使机床加工区的潮湿空气散去,防止机床产生锈蚀。

(3)随时清除浮油。浮油的清除可有效地延长切削液的使用周期。由于每台设备的状况不一样,在切削液使用过程中,经常伴随切削液的回流,在切削液贮存箱表面形成一层厚薄不一的浮油。这层浮油会阻碍空气中的氧气进入使用液中,致使使用液中的厌氧菌迅速繁殖,严重时造成切削液腐败发臭,因此对切削液的使用寿命会带来很大的灾难。如果是单机,建议每台设备配一只撇油器,及时地将废油除净。如果是集中供液,这是必备的辅助设备。

(4)所谓“流水不腐,户枢不蠹”同样适用于切削液使用过程中,让切削液处于循环状态中,可增加使用中切削液的氧气含量,降低厌氧菌繁殖的可能性,进而提高切削液的使用寿命。因此建议,在“10.1”、“5.1”等长假期间尽可能的让使用液处于循环状态。

(5)视情况更换切削液。一般性能较好的切削液,如果设备齐全,服务到位,原则上1-2年更换一次切削液。更换切消液前8个小时,加入相应的清洗剂,将系统内的残流物彻底清除,减少切削液中细菌的生长机会。

(6)废切削液处理。废切削液处理需要符合环保要求,送交有资质的专门机构处理。水溶性切削液作为机械加工过程中的重要辅助介质,在机械加工企业的成本中只占据很小的一部分,但是切削液品种选择是否正确、维护管理是否到位关乎企业产品质量是否过关、企业的生产能否正常进行,可以说对企业的影响举足轻重,因此要求企业必须安排一定的人力、物力,与油品供应商一起保证切削液在现场的正常使用,为公司核心业务的发展提供强有力的后勤支持,为公司的正常生产保驾护航。