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金属加工液在模具制造中的应用
发布日期:2014-08-17

随着模具工业技术的不断发展和进步,新材料、新工艺不断涌现,在模具加工过程中选择合适的切削液对於保证产品加工质量,提高加工效率,减少环境污染都是至关重要的。 

  金属加工液最基本的功能是润滑、冷却、排屑、防銹 。这四个性能不是完全孤立的,既有统一面,又有对立面。如切削油的润滑、防 性能较好,但冷却、清洗性能差;水溶液的冷却、洗涤性能较好,但润滑和防 性能差。 

  一般认为,在低速重负荷切削加工(螺纹切削、扩孔和齿面切削)时,需要充分的润滑,通常选用极压切削油剂,切削润滑剂的主要任务是缩小推进面与屑的粘结,作为边界润滑剂。在高速浅层切削加工时,冷却是首要的,一般选用水基切削液——它的主要作用是降低摩擦热,带走热量。那些切削液难以到达剪切区域的加工作业,给润滑、冷却造成很大困难。通常对扩孔、齿轮切削(特别是滚齿)、深孔钻和镗孔、攻丝(特别是盲孔)、深套孔、车螺纹加工要精心选择适用的切削液。 

  实践证明,选用合适的金属加工液,能降低切削温度60~150℃,降低表面粗糙度1~2级,减少切削阻力15~30%,成倍地提高刀具和砂轮的使用寿命,并能把铁屑和灰末从切削区冲走,因而提高了生产效率和产品质量。 

  在模具加工过程中,刀具的作用是在主剪切区域把加工材料用强剪切力切除剥落。刀具的推进面和暴露的新鲜金属面之间,由於强烈的附着作用使推进面受到高的应力。因切割剥落的屑要移过刀具推进面,从而形成了第二剪切区域——该区域产生的剪切作用使刀具受到最大摩擦力。在此时,润滑和冷却作用的重要性同时凸显出来。值得注意的是,金属去除类的机械加工种类很多,又各有其独特工况。 

  下文将聚焦金属加工液在三种具体加工方式中的应用,并结合本刊对壳牌(shell)和德国欧海(oel- held)两家公司的用户采访报道,说明金属加工液的具体应用和性能要求。 

  电火花加工 

  壳牌公司旗下的万安edm110和130是优质火花电蚀加工油 ,采用高精度炼且芳香烃含量极低的石蜡基基础油制成,绝缘性好,产品加工精度高,使用寿命长,对皮肤刺激小。其中,前者粘度中等,适合火花电蚀加工;後者粘度较高,适合火花电蚀较高精度加工。这两种产品还可作为刀具研磨油使用。 

  壳牌万安edm110 和壳牌万安edm130具有一些相同的特点:①粘度低,对工件和火花塞有极好的清洗作用;②带屑性好,延长电极使用寿命;③绝缘性好,高介电强度,④表面加工精度高,加工表面粗糙度可以低至3微米至更低;⑤高闪点,可减少机内发生火灾的危险;⑥高沸点,最大限度减少挥发损失,防止因挥发损失导致油粘度升高和加工精度下降;⑦良好的热稳定性和氧化稳定性,且使用寿命长,不易氧化变色;⑧无色无嗅,有助於用户观察火花塞加工过程的情况;⑨良好的过滤性,快速清除加工过程中产生的细屑;⑩芳烃含量极低,对皮肤刺激作用小,对人体无害。 

  用户感言 

  壳牌金属加工油/液性能优异,产品使用周期较长。对此,比亚迪精密制造有限公司设备部张启波深有体会。 

  据张启波介绍,比亚迪精密制造是华南地区前三大模具制造基地之一,其设备部拥有几百台知名品牌机床。该公司目前所使用的壳牌火花电蚀加工油,周期已经超过3年半,并且无变色变味现象。如此长的使用寿命,使得比亚迪公司不仅降低了油品采购成本,且有效减少了因为换油而造成的设备停机时间,实现了生产效率的提升。 

  不仅如此,使用壳牌火花电蚀加工油,对比亚迪公司的生产安全也提供了有效保证。比亚迪的技术人员曾做过这样一个试验—用布条浸沾壳牌火花电蚀加工油,然後试图点燃,但经过多次试验,布条始终无法燃烧。由此可见,与其他煤油类火花电蚀加工油相比,壳牌火花电蚀加工油的性能稳定,是安全生产的可靠保障。 

  磨削 

  磨削过程中磨粒与金属表面的摩擦会产生大量热量。当热量聚集到一定程度时(磨削点的瞬间温度可达1500℃,磨料与工件的磨削区域的平均温度为500℃至800℃之间),工件表面就会出现灼伤甚至形变,因此成品的表面质量和精度将受到影响。如果改善磨削加工的操作条件,运用磨削油进行充分的冷却和润滑,加工过程中的一半热能都会被冷却剂吸收,而最终进入到工件的热量只占到整个加工过程产生热能的15%。因此,磨削油有效降低了工件被灼伤的机率。 

  磨削油以基础油为载体,通过在基础油中添加多种具有不同性质和功能的添加剂混合而成。目前世界上性能最好的磨削油基础油是以乙烯为原料直接合成的聚α-烯烃。由於产物的纯净和均一性,聚α-烯烃具有其他基础油无可比拟的卓越性能,并在一级方程式赛车的严酷条件下用作基础油。由於其组成结构为纯烷烃,因此具有优异的抗剪切能力和抗老化稳定性,非常适用於高速磨削的加工。 

  oel-held(中国)西南代表处的魏欣阳表示,其公司旗下的 sintogrind、diagrind、toolgrind系列高性能磨削油采用聚α-烯烃、氢化裂解油作为基础油,具有蒸发率低、无腐蚀性(包括对密封件)、可过滤性好、冲洗性强、消泡性高、闪点高以及黏度指数较高等优点。在独特的磨擦改良剂、抗磨添加剂、极压添加剂和抗氧化剂等的协同作用下,上述系列磨削油在加工硬质合金时完全避免了金属钴的析出,并具有优异的抗剪切能力和抗老化稳定性,在减少能耗与砂轮磨损的同时,工具表面不会产生任何灼伤,从而达到高精度加工要求并获得良好的表面光洁度,因此被绝大多数的知名磨床制造商所推荐,在欧美等国家市场占据主要的份额。 

  
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