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金屬材料切割加工技術(shù)無法滿足各種合金材料切割需求

在金屬材料切割加工中,通常使用金屬切割加工用油劑,其目的在于延長用于加工的鉆頭、立銑床、刀具、磨具等工具的壽命,提高被加工物的表面精度,以及由此提高加工效率,從而提高機(jī)械加工的生產(chǎn)性。合理選用切削液,可以有效地減小切削過程中的摩擦,改善散熱條件,降低切削力、切削溫度和刀具磨損,提高刀具耐用度和切削效率,保證已加工表面質(zhì)量和降低產(chǎn)品的加工成本。在傳統(tǒng)的金屬材料切割加工過程中,需要使用大量切削液澆注在切削區(qū),以起到冷卻、潤滑、排屑等作用。

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而隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,人們開始意識(shí)到切削液對環(huán)境的巨大負(fù)面影響,這就需要一種對環(huán)境污染最小以及對資源利用率最高的綠色制造技術(shù)。無污染,環(huán)境友好的切色制造技術(shù)就成為了21世紀(jì)機(jī)械行業(yè)在研究焦點(diǎn)。金屬材料干式切削及削存在對環(huán)境無污染。對人體無危害,形成的切屑干凈,易回收,省去了切削液及相關(guān)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。但于金屬材料切削加工需要具有較好性能的刀具和相應(yīng)的制冷設(shè)施,這就使得總成本提高,所以干切削在實(shí)用化方面存在缺乏潤滑性、切削溫度高等不容忽視的弊端。而準(zhǔn)干切削技術(shù)即可滿足加工要求,又可使與切液相關(guān)的費(fèi)用降至最低。而把切削油與壓縮空氣以霧狀的形式噴向切削區(qū)的噴霧切削方式是準(zhǔn)干式切削方式的代表。


目前已有研究金屬材料噴霧供給方式潤滑冷卻的切削油,極微量油劑供給式切削磨削加工用兼滑動(dòng)面用油劑以及使用該油劑的極微量油劑供給式切削,磨削加工方法,該油劑以油劑總量為基準(zhǔn),含有30質(zhì)量%以上的合成酯,合成酯為選自碳原子數(shù)124的一元醇和碳原子數(shù)210的多元酸的1種或2種以上的混合物與選自碳原子數(shù)224的一元酸、碳原子數(shù)216的二元酸以及偏苯三酸的1種或2種以上的混合物的合成酯,其中不包括具有3個(gè)碳原子數(shù)513的直鏈烷基的甘油三癸二酸酯、以及具有2個(gè)碳原子數(shù)410的直鏈烷基或碳原子數(shù)413的支鏈烷基的碳原子數(shù)612的二元酸二酯。但是,這種油劑只能使用于普通鋼材、銅、鋁等切削溫度較低的金屬材料切割加工,用于難加工金屬時(shí),無法承受極高的切削溫度和極高的切削阻力,以致使用效果不明顯。

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然而,隨著科學(xué)技術(shù)和機(jī)械加工工業(yè)不斷發(fā)展,一些金屬材料新型、高性能的工程材料如不銹鋼、鈦合金、鎳基合金、高硅鋁合金、高溫合金等得到廣泛應(yīng)用。這些材料大都屬于切削加工性很差的難切削材料,這就給切削加工帶來了難題。在難切削材料中,有的硬度高達(dá)6570HRC,抗拉強(qiáng)度比45號(hào)鋼(切削參考鋼)的抗拉強(qiáng)度高三倍左右,造成切削力比切削45號(hào)鋼高200%250%;有時(shí)材料導(dǎo)熱系數(shù)只有45號(hào)鋼導(dǎo)熱系數(shù)的1/41/7或更低,造成切削區(qū)熱量不能很快傳導(dǎo)出去,形成高的切削溫度,限制切削速度的提高;有的材料高溫硬度和強(qiáng)度高,有的材料加工硬化的程度比基體高50%200%,硬化深度達(dá)0.10.3mm,造成切削的困難;


有的材料化學(xué)活性大,在切削中和刀具材料產(chǎn)生親和作用,造成刀具產(chǎn)生嚴(yán)重的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損;有的材料彈性模量極小和彈性恢復(fù)大及延伸率很大,更難于切削。因?yàn)?,在金屬材料切削各種難切削材料時(shí),要根據(jù)所切金屬材料各自的性能與切削特點(diǎn)與加工階段,選擇能承受高溫和高負(fù)荷的切削液,以改善難切削材料的切削加工性,而達(dá)到加工的目的。因此,研究開發(fā)出一方面能承受極高溫和極高負(fù)荷而具有極高的使用性能指標(biāo),以致使用量極少即能達(dá)到甚至優(yōu)于傳統(tǒng)大量澆注供液方式的加工效果;另一方面,對生態(tài)環(huán)境不造成危害,或在一定程度上為環(huán)境所容許,即是使用量極少并對環(huán)境友好噴霧切削油,具有非凡意義。


關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài),了解產(chǎn)業(yè)信息,以實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn),開拓創(chuàng)新,穩(wěn)步發(fā)展。