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切削液通常也被稱為“冷卻液”,在金屬加工過(guò)程中它除具有潤(rùn)滑、冷卻、排屑、防銹的功能外，還具有防泡沫、對(duì)環(huán)境友好、抗菌等功能。切削液的選用與工件表面質(zhì)量和加工精度有關(guān)，還與被加工材料、加工工藝過(guò)程以及刀具材料密切相關(guān)。
本文就數(shù)控刀具的常用材料與切削液的選用的關(guān)系進(jìn)行探討，旨在幫助工程技術(shù)人員正確使用切削液及有效利用數(shù)控刀具。
數(shù)控刀具典型材料
高速鋼是加人了較多的鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼具有較高的硬度(62HRC～67HRC)和耐熱性，在切削溫度高達(dá)500～650℃時(shí)仍能進(jìn)行切削;高速鋼的強(qiáng)度高(抗彎強(qiáng)度是一般硬質(zhì)合金的2～3倍，陶瓷的5～6倍)、韌性好，可在有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合應(yīng)用;它可以用于加工有色金屬、結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵、高溫合金等范圍廣泛的材料。高速鋼的制造工藝性好，容易磨出鋒利的切削刃，適于制造各類刀具，尤其適于制造鉆頭、拉刀、成形刀具、齒輪刀具等形狀復(fù)雜的刀具。
高速鋼按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼;按制造工藝方法可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。
硬質(zhì)合金是用高硬度、難熔的金屬碳化物(WC、TiC等)和金屬粘結(jié)劑(Cr、Ni等)在高溫條件下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的常溫硬度達(dá)89HRA～93HRA,760℃時(shí)其硬度為77HRA～85HRA,在800～1000℃時(shí)硬質(zhì)合金還能進(jìn)行切削，刀具壽命比高速鋼刀具高幾倍到幾十倍，可加工包括淬硬鋼在內(nèi)的多種材料。但硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性比高速鋼差，常溫下的沖擊韌性僅為高速鋼的18～130,因此，硬質(zhì)合金承受切削振動(dòng)和沖擊的能力較差。
陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高溫力學(xué)性能，與金屬的親合力小，不易與金屬產(chǎn)生粘結(jié)，并且化學(xué)穩(wěn)定性好。陶瓷刀具主要應(yīng)用于鋼、鑄鐵及其合金和難加工材料的切削加工，可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。
超硬材料是指人造金剛石和立方氮化硼(簡(jiǎn)稱CBN),以及用這些粉末與結(jié)合劑燒結(jié)而成的聚晶金剛石(簡(jiǎn)稱PCD)和聚晶立方氮化棚(簡(jiǎn)稱PCBN)等。
超硬材料具有優(yōu)良的耐磨性，主要應(yīng)用于高速切削及難切削材料的加工。
常見(jiàn)切削液的種類
為適應(yīng)不同的加工工藝要求，切削液有很多品種，按化學(xué)組成和狀態(tài)可分為水基切削液和油基切削液兩大類。一般用水稀釋而成的切削液稱為水基切削液，不需要用水稀釋而使用的切削液稱為油基切削液。水基切削液以冷卻為主，潤(rùn)滑性能較差，常用的水基切削液有：防銹乳化液、防銹潤(rùn)滑劑乳化液、極壓乳化液、微乳液等;油基切削液以潤(rùn)滑作用為主，冷卻作用和清洗作用較差，常用的油基切削液有：純礦物油、脂肪油(或油性添加劑)+礦物油、非活性極壓切削油、活性極壓切削油等。
切削液的合理選用
這種材料是以鉻、鎳、鎢、鉬、釩(有的還含有鋁)為基礎(chǔ)的高級(jí)合金鋼，它們的耐熱性明顯比工具鋼高，允許的最高溫度可達(dá)600℃。與其他耐高溫的金屬和陶瓷材料相比，高速鋼有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是它有較高的韌性，適合于幾何形狀復(fù)雜的工件和連續(xù)的切削加工，而且高速鋼具有良好的可加工性和價(jià)格上容易被接受的特點(diǎn)。
由于高速鋼刀具紅硬性差，使用中需采用切削液。低速和中速切削時(shí)，建議采用油基切削液或乳化液。在高速切削時(shí)，由于發(fā)熱量大，以采用水基切削液為宜。若使用油基切削液會(huì)產(chǎn)生較多油霧，污染環(huán)境，而且容易造成工件燒傷，加工質(zhì)量下降，刀具磨損增大。另外，粗加工時(shí)建議采用極壓水溶液或極壓乳化液，而精加工時(shí)采用極壓乳化液或極壓切削油，以減小摩擦，提高表面質(zhì)量和精度，延長(zhǎng)刀具壽命。
硬質(zhì)合金是由碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)和5%～10%的鈷組成，它的硬度大大超過(guò)高速鋼，最高允許工作溫度可達(dá)1000℃，具有優(yōu)良的耐磨性能，在加工鋼鐵材料時(shí)，可減少切屑間的粘結(jié)現(xiàn)象。
由于硬質(zhì)合金刀具紅硬性好，在加工一般的材料時(shí)，一般不加切削液而采用干切削，但在干切削時(shí)，工件溫升較高，使工件易產(chǎn)生熱變形，影響工件加工精度，而且在沒(méi)有潤(rùn)滑劑的條件下進(jìn)行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的磨損也加快。硬質(zhì)合金刀具價(jià)格較貴，所以從經(jīng)濟(jì)方面考慮，干切削也是不合算的。
在選用切削液時(shí)，要考慮硬質(zhì)合金對(duì)驟熱的敏感性，盡可能使刀具均勻受熱，否則會(huì)導(dǎo)致崩刃。一般油基切削液的熱傳導(dǎo)性能較差，使刀具產(chǎn)生驟冷的危險(xiǎn)性要比水基切削液小，所以一般選用含有抗磨添加劑的油基切削液為宜。在使用切削液進(jìn)行切削時(shí)，要注意均勻地冷卻刀具，最好在開(kāi)始切削之前預(yù)先冷卻刀具。對(duì)于高速切削，要用大流量切削液噴淋切削區(qū)，以免造成刀具受熱不均勻而產(chǎn)生崩刃，亦可減少由于溫度過(guò)高產(chǎn)生蒸發(fā)而形成的油煙污染。
這種材料采用氧化鋁、金屬和碳化物在高溫下燒結(jié)而成，它的高溫耐磨性比硬質(zhì)合金還要好，故一般采用干切削?？紤]到均勻的冷卻和避免溫度過(guò)高，也常使用水基切削液，但最好連續(xù)、充分的澆注，不要間斷。
具有極高的硬度，一般使用干切削。為避免溫度過(guò)高，也像陶瓷材料一樣，許多情況下采用水基切削液。
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