油基切削液和化学切削液

为加工中心选择正确的机加工制剂是非常耗时费力的事情。为了选择适合您应用现场的切削液,您必须通过阅读产品手册、供应商信息和使用情况,比较每种机加工制剂的优点和缺点。从别的加工中心获得的产品性能信息也能帮助您缩小选择范围。最终,经过各项对比,选择综合指标最优的工业制剂并投入使用。


纯切削油(含100% 石油)

纯切削油,因为油中不含水分,基本上由石油或矿物油组成,所以叫做纯切削油。为实现某些特殊性能,在制造纯切削油时,制造商可能会加入某些添加剂。对于较简易的机加工,如轻型含铁金属或有色金属的加工,一般无需加入添加剂。若用于更复杂的机加工现场,纯油中可能含有润湿剂(一般最多加入20%的脂肪油)和极压添加剂(EP),如硫磺、氯或含磷的化合物。这类添加剂能提高油的润湿性;润湿性就是切削液覆盖在刀具、模具和金属粉末表面的能力。添加剂能增强油品的润滑性,提高切削油处理大量金属粉末的能力,还能在重型机加工进行显微焊接时提供保护。在极端条件下,添加剂(主要是氯和含硫磺的脂肪油) 还可能超过20%。这类添加剂极大增强了产品的抗烧结性。

优点。纯切削油的主要优点在于其卓越的润滑性能,或者说能很好的实现模具和刀具之间的缓冲。缓速的低间隙机加工工序一般要求高质量的表面抛光效果,纯切削油的特性对这类加工很有帮助。虽然纯切削油的价格贵,但是它能在多种应用场合最大限度的延长刀具的使用寿命。很多重型切割加工工厂仍然偏向于选择高度合成的纯切削油,如切入磨削、重度拉削和攻丝、深孔钻削;还有一些难以切割的金属,如某些不锈钢和超耐热不锈钢。由于纯切削油具有非常高的润滑性能,很多珩磨加工也会选择纯切削油。

纯切削油能延长刀具寿命,便于维护,有很好的防锈能力,若使用不当也不会造成严重的问题。由于细菌只有当油液被水污染时才会滋生,所以纯切削液也有防腐蚀性能。

缺点。纯切削油的缺点是散热性差且存在易燃风险。油液还可能生成雾气或烟雾,使机床操作工在不安全的环境下工作,尤其是当设备周围缺少防护栏或者车间通风条件差的时候,使操作工的工作环境更恶劣。纯切削油通常仅用于低温、缓速的机加工场合。而且油液覆盖在模具上增加了清洗难度,通常现场需要另外添加清洗制剂才能清洗干净。

在不同类型的机加工中心,对纯切削油的粘度要求也有差异。我们可以将油的粘度看作是润滑度的指标——油的粘度越高,润滑性能越好。然而,高粘度的油液容易粘在模具和刀具上;造成加工拖延,加剧了切削液的损耗,而且用于系统清洗上的成本也更昂贵。相比之下,选择粘度较低但可以达到同样润滑性能的合成切削液会更加有效。

可溶油(含60‐90% 石油)

可溶油(又被称作乳化剂、乳化切削油或水溶性切削液)通常含有60‐90%的石油或矿物油,乳化剂和其他添加剂组成。将浓缩液与水混合,形成机加工制剂。混合之后,乳化剂(类似泡沫材质)使油分散于水中,形成一种稳定的"油包水"的乳化液。在机加工过程中,乳化剂还让油粘在模具表面。乳化剂颗粒能折射光,使切削液呈不透明的乳白色。

优点。可溶油是油和水的混合,油液既有较好的冷却能力,又有很好的润滑性能。可溶油能在机床移动部件表面形成一层保护薄层,还能防止脱脂剂和导轨油乳化。

可溶油是应用于轻型和中型含铁金属和有色金属机加工的通用型设备。虽然可溶油的润滑性能不及纯切削油,但可溶油中的润湿剂和EP 添加剂(如氯、磷和硫磺化合物)能将可溶油的应用范围扩大到重型机加工领域。大多数使用纯切削油的机械加工(如重度拉削、套料切削和攻丝加工)也可以采用可溶油。

缺点。由于含有水分,可溶油更容易出现生锈、细菌滋生、油液腐蚀、浮油污染和蒸发损失问题。可溶油的成分中通常含有防腐蚀和防微生物降解的添加剂。要使可溶油各项性能保持完好,维护成本也相对较高。可溶油还有如下缺点:

  • 与硬质水混合时,可溶油易在配件、设备和过滤器表面形成沉淀物。
  • 由于可溶油的含油量较高,清洗模具时他们是最难清洗的水溶性液体。
  • 可溶油的雾化是地面容易打滑、空气中存在有害气体,可能使工作环境脏乱且不安全。

由于可溶油的上述缺点,很多机加工应用现场使用化学切削液代替可溶油。

化学切削液

化学切削液又被叫做合成或半合成切削液,自从其1945 年投入应用以来,已经被广泛接受。 化学切削液状态稳定,乳化剂含油量非常少且很容易和水混合。化学切削液通过各种化学添 加剂实现润滑和减小摩擦的功能。这些添加剂还能增强制剂的润湿性。当温度在200℃以上 时,这些添加剂失效,这时就采用EP 极压润滑添加剂(氯、磷和硫磺化合物)。 在重型机加工系统运行过程中,这些化合物与刚刚加工过的金属发生反应,在金属表面形成 化学薄层,薄层能起到可靠的润滑和焊接保护的作用。制剂中的极压润滑添加剂(EP)能大大 的降低切割和磨削工序中热量的生成。



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