现代切削液的特点及发展趋势

随着现代机械制造业的快速发展，切削技术和切削工艺的不断创新对切削液的性能提出了更高要求。尤其是近年来环境保护和人类健康日益成为全社会关注的焦点，而切削液会对环境和人体造成污染和损害，因此切削液的使用和废液处理已受到环保法规日益严格的制约。在工业发达国家，使用切削液加工时产生的烟雾量也要受到严格限制，对某些切削液废液及带有切削液的切屑要求必须作为有毒材料加以处理，其处理成本不断提高。为了适应社会发展的要求，现代切削液技术的发展出现了一些新的特点。 1.高性能、长寿命、低污染切削液的开发及废液处理技术研究 近年来，我国进口数控机床、加工中心等先进制造设备越来越多，所需切削液若长期依赖进口，因价格昂贵，将使生产成本大幅度上升。因此，研制高性能切削液以替代进口产品已成当务之急。目前，我国水基切削液的使用范围越来越广，且已开始从乳化液向性能好、寿命长的合成切削液、微乳化液过渡。在发达国家，微乳化液已普遍使用，并正在大力研究环保型切削液。 目前，国内外切削液研究的重点内容包括：研制高性能切削液，研究延长切削液使用寿命的供液方法以减少废液排放量；研究更有效和更经济的废液处理方法，除使其达到排放标准之外，还应尽可能减少有害污染物在环境中的积累。 2.切削液的适当用量 传统的切削液供液方法常采用浇注法，尤其对于水基切削液，通常是将一定压力、较大流量的切削液喷射覆盖到切削区，以起到润滑、冷却等作用。在加工条件发生变化时，如在更换工件材料或更换刀具类型及几何参数的情况下，通常也不会(或很少)调整切削液用量。美国密执安技术大学对切削加工中有关切削液的适当用量问题进行了研究，试图在满足加工要求的情况下，使切削液用量最少，与切削液有关的费用也降至最低。他们在福特公司所做的试验中，对切削液的浓度、工件材料、刀具类型及几何参数等都进行了测试与研究，并对工件表面粗糙度、积屑瘤和切削力等作了分析，通过试验得出了最适当的切削液用量。美国Thyssen制造公司正全力研究“最小润滑”加工技术，使切削液液流或气雾通过刀具作用于加工区域，切削液的流量由CNC程序控制，效果十分理想。 3.开发传统切削液的替代品 在这方面研究最多的是液氮冷却。氮气是大气中含量最多的成分，液氮作为制氧工业的副产品，资源十分丰富。以液氮作为切削液，使用后直接挥发成气体返回大气中，不会产生任何污染物，从环保角度看，是一种极有前途的切削液替代品。液氮冷却的利用方法之一是将液氮作为切削液直接喷射到切削区。美国怀特州立大学的S.Y.Hong和印度工学院的S.Paul分别在车削和磨削加工中对液氮冷却进行了理论和试验研究，结果表明，在超低温加工状态下，刀具材料能够保持良好的切削性能，可提高切削效率和加工质量；同时液氮可显著降低磨削区温度，减少磨削烧伤。液氮冷却的另一种利用方法是间接利用，即不将液氮直接喷射到切削区。美国林肯大学的Z.Y.Wang在多晶体CBN刀具上部的方盒内储存液氮，由进口输入，从出口流出，用这种方式车削烧结氮化硅时，刀具寿命延长了10倍，磨损降低1/4。美国标准和技术国际研究所的Evans用金刚石刀具切削不锈钢时，利用液氮冷却刀杆或夹具，减少了刀具磨损，加工表面粗糙度低于Ra0.025μm。 　　(摘自：中华机械网)