Существует так много видов инструментальных материалов, что как выбрать смазочно-охлаждающую жидкость, все это можно найти здесь!
2024-08-19
Смазочно-охлаждающую жидкость также часто называют “охлаждающей жидкостью”. В процессе обработки металла, помимо своих функций смазки, охлаждения, очистки и предотвращения образования ржавчины, она также обладает такими функциями, как защита от вспенивания, экологичность и антибактериальность.Выбор смазочно-охлаждающей жидкости зависит от качества поверхности и точности обработки заготовки, а также от обрабатываемого материала, процесса обработки и материала инструмента.В этой статье рассматривается взаимосвязь между обычно используемыми материалами инструментов с ЧПУ и выбором смазочно-охлаждающей жидкости, и она призвана помочь инженерам и техникам правильно использовать смазочно-охлаждающую жидкость и эффективно использовать инструменты с ЧПУ.
1.Типичные материалы для инструментов с ЧПУ
1 .1 Быстрорежущая сталь：
Быстрорежущая сталь - это высоколегированная инструментальная сталь, в состав которой входит больше вольфрама (W), молибдена (Mo), хрома (Cr), ванадия (V) и других легирующих элементов.Быстрорежущая сталь обладает высокой твердостью (62HRC ~ 67HRC) и термостойкостью, и ее все еще можно резать при температуре резания 500 ~ 650 ℃; быстрорежущая сталь обладает высокой прочностью (прочность на изгиб в 2-3 раза выше, чем у обычного цементированного карбида, и в 5-6 раз выше, чем у твердосплавной).
Керамики обладает хорошей прочностью и может использоваться в условиях ударов и вибрации; его можно использовать для обработки широкого спектра материалов, таких как цветные металлы, конструкционные стали, чугун и жаропрочные сплавы.Процесс производства быстрорежущей стали хорош, и из нее легко вытачивать острые режущие кромки. Она подходит для изготовления различных типов инструментов, особенно для изготовления сверл, протяжек, формовочных инструментов, зубчатых колес и других инструментов сложной формы.
В зависимости от характеристик резания быстрорежущую сталь можно разделить на обычную быстрорежущую сталь и высокоэффективную быстрорежущую сталь; в зависимости от способа производства ее можно разделить на выплавляемую быстрорежущую сталь и быстрорежущую сталь порошковой металлургии.
1 .2 Цементированный карбид：
Цементированный карбид - это продукт порошковой металлургии, спеченный в условиях высоких температур с использованием карбидов металлов высокой твердости и тугоплавкости (WC, TiC и др.) и металлических связующих (Cr, Ni и др.).Твердость цементированного карбида при комнатной температуре достигает 89HRA~93HRA, а при температуре 760 ℃ его твердость составляет 77HRA ~ 85HRA. При температуре 800 ~ 1000 ℃ цементированный карбид все еще можно резать.
Срок службы инструмента в несколько раз или в десятки раз выше, чем у инструментов из быстрорежущей стали, и его можно использовать для резки металла. обрабатывают различные материалы, включая закаленную сталь.Однако прочность и ударная вязкость цементированного карбида хуже, чем у быстрорежущей стали, а ударная вязкость при комнатной температуре всего в 18-130 раз выше, чем у быстрорежущей стали. Следовательно, способность цементированного карбида выдерживать режущую вибрацию и удары невелика.
1 .3 Керамических ножа：
Керамические ножи обладают высокой твердостью, износостойкостью и хорошими механическими свойствами при высоких температурах. Они имеют небольшое сродство с металлами, нелегко соединяются с металлами и обладают хорошей химической стабильностью.Керамические инструменты в основном используются при резке стали, чугуна, его сплавов и труднообрабатываемых материалов, а также могут использоваться для сверхскоростной резки, высокоскоростного резания и резки твердых материалов.
1 .4 сверхтвердых инструмента：
К сверхтвердым материалам относятся искусственный алмаз и кубический нитрид бора (сокращенно CBN), а также поликристаллический алмаз (сокращенно PCD) и поликристаллический кубический нитрид бора (сокращенно PCBN), спеченные с использованием этих порошков и связующих.
Сверхтвердые материалы обладают отличной износостойкостью и в основном используются при обработке высокоскоростных режущих и труднообрабатываемых материалов.
2.Типы распространенных смазочно-охлаждающих жидкостей
Для удовлетворения требований различных технологий обработки существует множество разновидностей смазочно-охлаждающих жидкостей, которые можно разделить на две категории: смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе и смазочно-охлаждающие жидкости на масляной основе в зависимости от их химического состава и состояния.Как правило, смазочно-охлаждающая жидкость, разбавленная водой, называется смазочно-охлаждающей жидкостью на водной основе, а смазочно-охлаждающая жидкость, которую не нужно разбавлять водой, называется смазочно-охлаждающей жидкостью на масляной основе.Смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе в основном охлаждаются и обладают плохими смазочными свойствами.
Обычно используемыми смазочно-охлаждающими жидкостями на водной основе являются: антикоррозийная эмульсия, смазочно-охлаждающая эмульсия против ржавчины, эмульсия противозадирного давления, микроэмульсия и т.д.; Смазочно-охлаждающие жидкости на масляной основе в основном смазываются, охлаждающий и очищающий эффект оставляет желать лучшего, наиболее часто используемыми смазочно-охлаждающими жидкостями на масляной основе являются: чистое минеральное масло, жирное масло (или масляные добавки) + минеральное масло, неактивное масло для резки при экстремальном давлении, активное масло для резки при экстремальном давлении и т.д.
3.Разумный выбор смазочно-охлаждающей жидкости
3 .1 Инструмент из быстрорежущей стали：
Этот материал основан на высококачественных легированных сталях на основе хрома, никеля, вольфрама, молибдена и ванадия (некоторые также содержат алюминий). Их термостойкость значительно выше, чем у инструментальных сталей, а максимально допустимая температура может достигать 600℃.По сравнению с другими термостойкими металлическими и керамическими материалами быстрорежущая сталь обладает рядом преимуществ, особенно высокой прочностью, пригодной для обработки деталей сложной геометрии и непрерывной резки, а также хорошей обрабатываемостью и приемлемыми по цене характеристиками.
Из-за низкой твердости быстрорежущих стальных инструментов в процессе эксплуатации необходимо использовать смазочно-охлаждающую жидкость.Для низкоскоростной и среднескоростной резки рекомендуется использовать смазочно-охлаждающую жидкость или эмульсию на масляной основе.При резке на высокой скорости из-за большого тепловыделения рекомендуется использовать смазочно-охлаждающую жидкость на водной основе.Если вы используете смазочно-охлаждающую жидкость на масляной основе, это приведет к образованию большего количества масляного тумана, загрязнению окружающей среды, а также легко приведет к ожогам на заготовке, снижению качества обработки и увеличению износа инструмента.Кроме того, во время черновой обработки рекомендуется использовать водный раствор с экстремальным давлением или эмульсию с экстремальным давлением, а во время чистовой обработки - эмульсию с экстремальным давлением или масло для резки под экстремальным давлением, чтобы уменьшить трение, улучшить качество поверхности и точность, а также продлить срок службы инструмента.
3 .2 Инструмента из цементированного карбида：
Цементированный карбид состоит из карбида вольфрама (WC), карбида титана (TiC), карбида тантала (TaC) и кобальта на 5-10%. Его твердость значительно превышает твердость быстрорежущей стали, а максимально допустимая рабочая температура может достигать 1000℃. Он обладает отличной износостойкостью и может снизить явление склеивания стружки при обработке стальных материалов.
Из-за высокой твердости твердосплавных инструментов сухая резка, как правило, применяется без смазочно-охлаждающей жидкости при обработке обычных материалов. Однако при сухой резке температура заготовки повышается, что делает ее подверженной термической деформации и влияет на точность обработки заготовки. Кроме того, резка осуществляется без применения смазочно-охлаждающей жидкости. из-за высокой стойкости к резанию увеличивается энергопотребление и ускоряется износ инструмента.Инструменты из цементированного карбида стоят дороже, поэтому с экономической точки зрения сухая резка нецелесообразна.
При выборе смазочно-охлаждающей жидкости следует учитывать чувствительность твердосплавного сплава к резкому нагреву, и инструмент должен нагреваться как можно более равномерно, в противном случае это приведет к образованию сколов.Как правило, смазочно-охлаждающие жидкости на масляной основе обладают низкой теплопроводностью, что делает инструмент менее опасным для закалки, чем смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе, поэтому, как правило, рекомендуется выбирать смазочно-охлаждающие жидкости на масляной основе, содержащие противоизносные присадки.При использовании смазочно-охлаждающей жидкости для резки обращайте внимание на равномерное охлаждение инструмента, и лучше всего охладить инструмент заранее, прежде чем приступать к резке.При высокоскоростной резке следует использовать большой поток смазочно-охлаждающей жидкости для распыления в зоне резания, чтобы избежать неравномерного нагрева инструмента и образования сколов, а также уменьшить загрязнение дымом, вызванное испарением из-за чрезмерной температуры.
3 .3 Керамических ножа：
Этот материал изготовлен из глинозема, металла и карбида, спеченных при высокой температуре. Его износостойкость при высоких температурах лучше, чем у цементированного карбида, поэтому обычно используется сухая резка.Чтобы обеспечить равномерное охлаждение и избежать перегрева, часто используются смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе, но лучше всего заливать их непрерывно и полностью, без перерывов.
3 .4 Алмазных инструмента：
Он обладает чрезвычайно высокой твердостью и, как правило, используется для сухой резки.Во избежание перегрева, как и в случае с керамическими материалами, во многих случаях используются смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе.
4.Вывод
Разумный выбор смазочно-охлаждающей жидкости в соответствии с различными материалами инструмента может не только улучшить качество поверхности и точность обработки заготовки, но и уменьшить тепловую деформацию заготовки и износ инструмента, повысить долговечность инструмента, снизить производственные затраты и повысить эффективность производства. на это должно быть обращено внимание при производстве.
