【知識】CNC 加工專用切削液-應用篇

CNC 加工专用切削液

切削液是一种专门为金属加工和机加工过程设计的物质，在这些过程中充当润滑剂和冷却剂。可以充分在加工过程中使用，以溢流、流体喷射、喷雾等方式施加。

CNC加工过程中切削液的作用

• 冷却
  在金属切削加工过程中，由于刀具与工件表面之间的摩擦，工件、切屑和刀具都会产生热量。由于切削区域金属的塑性变形，也会产生热量。这种热量具有许多不良影响，包括热膨胀、化学反应（如氧化）、表面焊接等等。切削液用于冷却工具和工件，从而防止这些影响。
• 润滑
  加工过程中发热的主要原因是摩擦。热量和摩擦的结合倾向于将表面焊接在一起。切削液通过在切屑和刀具之间形成薄层来减少摩擦，从而有效地减少它们之间的接触。润滑还可以减少切削工具的磨损并降低加工过程的能耗。
• 提高刀具寿命
  通过散热、减少摩擦和磨损以及防止腐蚀和生锈，切削液大大减少了刀具磨损，从而提高了刀具寿命。
• 防止腐蚀
  切削液中的防锈剂和缓蚀剂可防止腐蚀机械零件和加工表面。矿物油切削液通过在暴露表面形成非常薄的保护层来防止氧化。
• 提高表面光洁度
  通过防止工件的热膨胀和性能变化，切削液有助于加工零件的良好表面光洁度。
• 去除芯片
  在某些加工过程（例如铣削和钻孔）中，切屑倾向于在切削区域周围积聚。这些切屑的堆积可能会抑制切割。切削液还用于冲走切削区域的切屑。
  

切削液的种类

切削液有多种类型，按成分、来源和应用方法进行区分。可大致分类如下：

• 水性切削油ls
  水性切削油是通过将矿物油以特定比例（通常为油与水的 1-20%）添加到水中形成的种类。 构成水性切削油的其他成分是：
  
  • 硼酸钠等乳化剂，通过降低水的表面张力使油与水混合
    
  • 用作偶联剂或提高耐腐菌性的添加剂
  • 防止细菌生长的杀菌剂
  • 改良润滑的抗磨添加剂
  水溶性切削油是加工操作中使用的最便宜和最常见的切削液类型。它们具有良好的冷却和平均润滑性能。最适合轻型切割操作。 
• 油性切削油
  为不加水使用的非乳化矿物油。动植物油最初用作金属切削中的纯油润滑剂。尽管它们的可生物降解性使它们对环境友好，但它们价格昂贵且分解速度快。因此，它们现在仅用作石油和矿物油的添加剂以改善润滑。矿物油是从原油精炼中获得的石油基碳氢化合物。它们可能含有硫、氯和磷等添加剂，这些添加剂用于减少工具磨损的极压添加剂。
• 全合成切削油
  这些水基流体可与矿物油和石油基油兼容。它们由有机和无机化合物在水中的溶液以及添加剂形成。添加剂包括润滑油添加剂、防锈剂和防腐抑制剂。所有这些添加剂都改进了润滑等性能，否则这些性能会因流体的含水量而受到影响。 
• 半合成切削油
  半合成切削油是合成切削油、水基流体和水性切削油的组合。它们含有 5-50% 的矿物油、添加剂和可溶于水形成粒径为 0.1-0.01 微米的微乳液的化合物的混合物。半合成切削油结合了水性切削油和全合成切削油的特性。
  

切削液的特性

以下是优质切削液应具备的一些特性。

• 高导热性
  导热率是衡量物质导热能力的指标。在切削液的情况下，它如何将热量从工件和刀具中传导出去。
• 高热容量
  切削液的热容量越高，它在变热或沸腾之前可以吸收的热量就越多。
• 无腐蚀性 
  良好的切削液不应侵蚀工件或工具。
• 耐腐菌和抗氧化
  除了没有腐菌性，好的切削液还必须防止零件腐菌和氧化。
• 低粘度
  切削液的低粘度使其易于流动。它还可以防止碎屑与流体混合形成油泥。
• 无毒
  考虑到它可能会接触到人类或环境这一事实，好的切削液一定不会对两者都有毒。
• 化学非反应性
  切削液不得与其接触的表面发生化学反应。这不仅会损坏这些表面，还会使流体退化。
• 稳定
  良好的切削液不应在使用或存储时迅速降解。
• 无味 
  为避免机器或加工零件上残留任何气味，良好的切削液必须是无味的。
• 外观清晰（透明）
  好的切削液应该足够清晰，以免妨碍工件的观察。
  

CNC加工中切削液的应用和使用方法

• 数控铣削
  在 CNC 铣削操作中，工件在切削刀具移动时应保持静止。在此操作中，切削液最好采用溢流法。
• 数控钻孔 
  CNC钻孔中切削液的主要用途是排屑和冷却。润滑并不是真正需要的，因为形成积屑瘤的可能性很低。建议使用切削液喷射。
  
• 数控车削
  该过程以非常高的速度发生，因此冷却至关重要。考虑到工件旋转。切削液的喷射应用是合适的。
  

为您的 CNC 加工过程选择合适的切削液

切削液的选择取决于多种因素，包括切削刀具类型、工件材料和加工操作。

1. 钢 – 含有润滑剂添加剂的矿物油
   
2. 合金钢——含硫黄铜油或矿物油
   
3. 铝 – 不含活性硫的水性切削油或矿物油（活性硫污染铝）
   
4. 铜 – 水性切削油
   
5. 不锈钢 – 含有优异极压添加剂的矿物油
   
6. 铸铁 – 无
   

• 刀具类型
  硬质合金工具会变得非常热。这使得它们更容易受到热冲击的影响，即切削工具的不同部分膨胀不同量的现象。对于这种刀具类型，建议使用具有非常高冷却能力的合成切削液。
  高速钢也会变热，但不如硬质合金工具那么热。水溶性切削油和半合成切削油是最合适的。
  
• 机台加工操作
  车削、铣削、成型和钻孔等相对简单的加工操作以相对较高的速度进行。在这样的速度下，需要高水平的冷却。只需要适度的润滑和极压特性。因此，全合成切削油最适合此类操作。也可以使用水溶性切削油。