切削液基礎知識培訓

關于切削液基礎知識培訓一、認識金屬切削液第2頁,共41頁，2024年2月25日，星期天1、金屬切削液的定義：金屬切削加工液（簡稱切削液）是在金屬切削或磨削過程中的，用于潤滑、冷卻加工工件和刀具的液體，兼有清洗和防銹的功能。屬于廣義的金屬加工液范疇。2、金屬切削液的作用：潤滑、冷卻、清洗、防銹（見金屬加工和切削液與切削液的作用）淬火油拉制油清洗劑其他切削液沖壓油第3頁,共41頁，2024年2月25日，星期天3、金屬切削液的發(fā)展：17世紀現(xiàn)代的切削油和水溶性切削液植物油、肥皂水蘇打水菜籽油、硫化切削液、合成切削液18世紀19世紀現(xiàn)代第4頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、金屬切削液的分類（1）：類型原液油含量%工作液乳化顆粒大?。ㄎ⒚祝┕ぷ饕和庥^特點油基切削油100

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透明良好的潤滑性能、不同的粘度選擇，適用于切削余量大、不能遇水的場合水基乳化液60-80＞1.0乳白色傳統(tǒng)產(chǎn)品，價格經(jīng)濟，穩(wěn)定性差，壽命短，維護困難微乳化液10-300.1~1.0乳狀淺藍色多用途，應用廣，綜合性能好，穩(wěn)定性較好，壽命長

0.05~0.1半透明灰茶色＜0.05透明合成液0—

透明主要用于冷卻要求高的場合，如磨削第5頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、金屬切削液的分類（2）：切削液

油基水基植物油動物油礦物油純礦物油（機械油）混合油（礦+動，植物油）極壓油（礦+EP劑+動，植物油）乳化油（液）微乳化液合成液第6頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、金屬切削液的外觀切削油（100%濃度使用）乳化型切削液：原液（左）工作液（右）第7頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、金屬切削液外觀半合成切削液：原液（左）工作液（右）合成切削液：原液（左）工作液（右）第8頁,共41頁，2024年2月25日，星期天6.金屬切削液的組成油性切削液的組成輔助性能增強劑抗氧劑抗油霧劑防銹劑抗泡劑著色劑/顏料香味劑加工性能添加劑滿足邊界潤滑（天然油脂/合成酯/脂防酸）滿足極壓潤滑（氯、硫、磷、鋅）第9頁,共41頁，2024年2月25日，星期天水溶性切削液的組成6、金屬切削液的組成組成乳化液%微乳化液%合成液%礦物油50~8010~300潤滑油性劑0~505~205~20潤滑極壓劑0~500~200~20表面活性劑13~3520~8020~80防銹劑0~55~305~30防霉殺菌劑0~30~30~3消泡劑0~0.50~0.50~0.5第10頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、金屬切削過程與切削液的作用1.金屬切削過程定義：刀具與工件相互運動、相互作用的過程。第11頁,共41頁，2024年2月25日，星期天切削層金屬從開始塑性變形到剪切滑移基本完成的過程區(qū)。OA與OM之間的區(qū)域就是第一變形區(qū)Ⅰ。第一變形區(qū)是金屬切削變形過程中最大的變形區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)，金屬將產(chǎn)生大量的切削熱，并消耗大部分功率。此區(qū)域較窄，寬度僅0.02～0.2㎜。產(chǎn)生塑性變形的金屬切削層材料經(jīng)過第一變形區(qū)后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面處形成第二變形區(qū)。在這個變形區(qū)域，由于切削層材料受到刀具前刀面的擠壓和摩擦，變形進一步加劇，材料在此處纖維化，流動速度減慢，甚至停滯在前刀面上。而且，切屑與前刀面的壓力很大，高達2～3GPa，由此摩擦產(chǎn)生的熱量也使切屑與刀具面溫度上升到幾百度的高溫，切屑底部與刀具前刀面發(fā)生粘結現(xiàn)象。二、金屬切削過程與切削液的作用第12頁,共41頁，2024年2月25日，星期天金屬切削層在已加工表面受刀具刀刃鈍圓部分的擠壓與摩擦而產(chǎn)生塑性變形部分的區(qū)域叫第三變形區(qū)。切屑經(jīng)過刀刃鈍圓B點后，受到后刀面BC段的擠壓和摩擦，經(jīng)過BC段后，這部分金屬開始彈性恢復，恢復高度為△h，在恢復過程中又與后刀面CD部分產(chǎn)生摩擦，這部分切削層在OB，BC，CD段的擠壓和摩擦后，形成了已加工表面的加工質(zhì)量。所以說第三變形區(qū)對工件加工表面質(zhì)量產(chǎn)生很大影響二、金屬切削過程與切削液的作用加工材料時必須減少工具與工件之間的摩擦，及時帶走加工區(qū)內(nèi)因材料變形而產(chǎn)生的熱量。要達到這個目的一方面是通過開發(fā)高性能的工具材料，另一方面是采用性能良好的金屬加工液。第13頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、金屬切削液的作用（1）潤滑作用

金屬切削加工液（簡稱切削液）在切削過程中的潤滑作用，可以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。在磨削過程中，加入磨削液后，磨削液滲入砂輪磨粒－工件及磨粒－磨屑之間形成潤滑膜，使界面間的摩擦減小，防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑，從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。

第14頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（2）冷卻作用

切削液的冷卻作用是通過它和因切削而發(fā)熱的刀具（或砂輪）、切屑和工件間的對流和汽化作用把切削熱從刀具和工件處帶走，從而有效地降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷卻性能和其導熱系數(shù)、比熱、汽化熱以及粘度（或流動性）有關。水的導熱系數(shù)和比熱均高于油，因此水的冷卻性能要優(yōu)于油。

第15頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（3）清洗作用

在金屬切削過程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒，防止機床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，不致影響切削效果。對于油基切削油，粘度越低，清洗能力越強，尤其是含有煤油、柴油等輕組份的切削油，滲透性和清洗性能就越好。含有表面活性劑的水基切削液，清洗效果較好，因為它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂輪上，同時它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上，把它從界面上分離，隨切削液帶走，保持切削液清潔。第16頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（4）防銹作用

在金屬切削過程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)及切削液組分分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機床部件表面也會因此而腐蝕。此外，在工件加工后或工序之間流轉過程中暫時存放時，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質(zhì)及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質(zhì)對金屬產(chǎn)生侵蝕。特別是在我國南方地區(qū)潮濕多雨季節(jié)，更應注意工序間防銹措施。

第17頁,共41頁，2024年2月25日，星期天為什么要使用金屬加工液？選擇合適的金屬加工液能夠：

1.能降低切削溫度60~150℃2.降低表面粗糙度1~2級

3.減少切削阻力15%~30%4.成倍提高刀具和砂輪的使用壽命

5.把鐵屑和灰末從切削區(qū)沖走

從而能提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量！第18頁,共41頁，2024年2月25日，星期天三、金屬切削液的選用（1）按所用切削刀具類型劃分加工方式：刀具進行加工：鋸、車、銑、刨、鉆、較、鏜、攻、拉等；磨料進行加工：磨削、珩磨、研磨；特殊加工：線切割、電火花。1、加工方式第19頁,共41頁，2024年2月25日，星期天三、金屬切削液的選用（2）加工方式的不同要求1、加工方式切削余量小加工速度高切削力較小切削余量大加工速度低切削力大摩擦熱變形熱潤滑冷卻第20頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（2）加工方式的不同要求1、加工方式研磨珩磨車削鋸削滾齒深孔鉆拉削銑削鏜削鉆削攻絲潤滑冷卻水溶性純油性第21頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、加工材料金屬材料按被可切削性分為(1）易切削材料：

鋁、鋁合金、鎂鋅合金、黃銅、鉛青銅；(2）普通材料：

銅、高強度青銅、鑄鐵、中、低碳鋼；(3）難切削材料：

鈦、鎳；高合金鋼、耐熱鋼、高速鋼、不銹鋼、高碳低合金鋼：錳鋼、鎳鉻鋼、軸承鋼、碳素工具鋼、鎳鉻銅合金鋼

第22頁,共41頁，2024年2月25日，星期天等級程度相對可切削性%材料名稱1易切削大于300

鋁合金鎂合金巴氏合金等2很易削250-300鋅合金易切削黃銅等3易削160-250Y12易切削鋼黃銅等4不難削

100-16045號鋼40硼鋼灰鑄鐵等5稍難削65-100錳鋼硅錳鋼鉻錳鋼碳素2號鋼等6較難削50-65耐熱鋼子氏體不銹剛調(diào)質(zhì)合金綱等7難削15-50奧氏不銹鋼鈦合金淬火鋼高錳鋼8極難削小于15高溫合金鋼等不同材料的可切削性第23頁,共41頁，2024年2月25日，星期天3.選用步驟第一步：選擇（油基、水基）第二步：選擇（種類）鑒定結論安全衛(wèi)生（冒煙起火）消防法廢液處理措施的有無及處理能力加工工序機床切削液管理體制

限制項目潤滑性抗粘度性滲透性冷卻性其他切削液特性

加工方法要求精度被加工材料刀具材料切削條件

加工精度刀具耐用度防銹性清洗性切削液壽命廢液處理性經(jīng)濟性其他判定項目

第24頁,共41頁，2024年2月25日，星期天四、切削液的管理方法一：1、排空原液并清渣；2、CastrolTechnicleanMTC機床清洗劑；0.5-2.0%，一般1%已經(jīng)足夠；3、不需要稀釋，直接加入循環(huán)中的切削液或清水中；4、運轉8小時以上；5、避免皮膚直接接觸濃縮液。方法二：1、排空原液并清渣；2、用1%~2%的切削液和0.1%~0.3%的殺菌劑配制清洗液；3、開機循環(huán)1-4小時、1、系統(tǒng)清洗第25頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、水溶性切削液的配制

(1)首先測量槽體體積：長×寬×高，按要求確定配比濃度；

(2)在液槽注入新水后，開啟循環(huán)系統(tǒng)。按比例緩慢加入切削液（定量的）原液，使其完全混勻；

(3)使用折光儀（糖量儀）測定濃度，使其達到規(guī)定的使用濃度；（4）進入加工。原液必須將原液加到水中！第26頁,共41頁，2024年2月25日，星期天3、水溶性切削液的日常維護外觀每天檢測，顏色變化、雜油污染、泡沫、異物侵入等狀況氣味每天檢測有氧菌：無味或污水味厭氧菌：臭雞蛋味真菌：發(fā)霉氣味或稻草味濃度每天檢測，按規(guī)定控制在+/-1%實際濃度=折射儀讀數(shù)*折光系數(shù)PH值每天檢測，PH8.5~9.5PH試紙、PH計折光儀PH試紙和PH計第27頁,共41頁，2024年2月25日，星期天水硬度每周檢測，試紙?zhí)玻衡}鎂離子是切削液陰離子表面活性劑失效，乳化液分解，形成不溶于水的金屬皂太軟：易產(chǎn)生大量泡沫表示方法：英國碳酸鈣當量的PPM濃度(百萬分之）德國1dho=17.8PPM

法國1fho=10PPM細菌每月檢測或根據(jù)實際情況控制在105個/ML以下細菌在30~37℃宜繁殖霉菌在20~30℃宜繁殖菌條第28頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、水溶性切削液監(jiān)測內(nèi)容外觀穩(wěn)定，均勻有條件每日一次PH值大于8.2濃度按規(guī)定浮油小于2%泡沫小于2ml/10min防銹性鑄鐵單片24小時合格疊片8小時合格每月一次（季節(jié)性強）細菌含量小于105/毫升氯離子含量小于70ppm第29頁,共41頁，2024年2月25日，星期天5、水溶性切削液實驗室檢測檢測項目：外觀游離油PH值折光濃度滴定濃度總硬度電導率氯含量菌含量真菌第30頁,共41頁，2024年2月25日，星期天6、PH值對金屬加工液的影響1235678910111213148.5~9.5理想的PH值范圍銹、腐蝕、腐敗和氣味增加皮膚過敏、著色增加，有色金屬腐蝕PH值1-14細菌在PH6.0~8.5適宜繁殖霉菌在PH4.5~6.5適宜繁殖PH＞9時，細菌，霉菌繁殖概率最低。第31頁,共41頁，2024年2月25日，星期天7、水的硬度對金屬加工液的影響水的硬度的測定可分為水的總硬度的測定和鈣、鎂硬度的測定兩種?？傆捕鹊臏y定是滴定Ca、Mg總量，并以Ca進行計算。后一種是分別測定Ca和Mg的含量。世界各國對水的硬度表示方法不同。德國硬度是水硬度表示比較早的一種方法，它以度（o）為計，它表示是十萬份水中含有一份CaO，即1L水中含有10mgCaO時為1o。通常根據(jù)硬度的大小，把水分成硬水與軟水：8度以下為軟水，8~16度為中水，16度以上為硬水，30度以上為極硬水。國內(nèi)習慣上對水的硬度以PPM計，即1L水中含有1mgCaCO3定義為1PPM。德國度1o約=17.86PPM。（1）、水硬度的測定和表示方法第32頁,共41頁，2024年2月25日，星期天7、水的硬度對金屬加工液的影響（2）、水硬度的理想范圍水質(zhì)

50100150200250300350400mg/L泡沫問題最佳可以接受非常不穩(wěn)定—————

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———————————理想的切削液用水水質(zhì)硬度為100~200PPM第33頁,共41頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生原因處理方法濃度偏低添加原液，提高濃度PH值降低添加PH調(diào)整劑，提高PH值細菌含量增高添加殺菌劑進行殺菌處理配制用水氯離子含量過高應選用含氯量低的清潔水配制氯離子含量增加添加去離子水，部分更換防銹添加劑減少添加防銹成分（有條件的應經(jīng)實驗室小試確定）金屬顆粒影響改善過濾效果酸性污染/環(huán)境大氣改善環(huán)境條件操作前發(fā)生腐蝕檢查零件質(zhì)量1、銹蝕五、水溶性切削液常見問題及解決辦法第34頁,共41頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生原因處理方法停機時間長每日定時循環(huán)，加強通風，增氧光照和通風不良加強循環(huán)，通風，增氧污染，雜物太多避免污染，清潔系統(tǒng)PH值降低添加PH調(diào)整劑，提高PH值監(jiān)控不良應及時添加殺菌劑濃度太低調(diào)整濃度污水滲漏排除污水滲入系統(tǒng)的途徑2、細菌增加，產(chǎn)生難聞氣味第35頁,共41頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生原因處理方法濃度太高調(diào)整濃度噴口壓力過大檢查噴嘴，改善噴嘴壓力水質(zhì)硬度低提高水質(zhì)硬度系統(tǒng)清洗性能下降適當添加消泡劑細菌增加進行滅菌處理液位太低，泵產(chǎn)生空穴提高液位到正常位置，清除空穴現(xiàn)象3、泡沫第36頁,共41頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生原因處理方法工件帶入解決泄露點，減少泄露液壓油泄露人工除油導軌油泄露離心機除油4、雜油產(chǎn)生原因處理方法除渣和過濾變差或損壞改善過濾和除渣系統(tǒng)細菌繁殖進行滅菌處理水質(zhì)硬度過高使水軟化雜油過多除油處理外界注意保持系統(tǒng)清潔5、固體雜質(zhì)及殘留物第37頁,共41頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生原因處理方法水質(zhì)較硬