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切削液添加剂常用种类

国际金属加工网 2021年08月05日

在切削过程中,合理地使用切削液,可以减小刀具与切屑、刀具与加工表面的摩擦,降低切削力和切削温度、减小刀具磨损、提高已加工表面质量。为改善切削液的各种性能常在其中加入添加剂。

切削液添加剂

常用的添加剂有以下几种:

1. 油性添加剂  它含有极性分子,能在金属表面形成牢固的吸附膜,在较低的切削速度下起到较好的润滑作用。常用的油性添加剂有动物油、植物油、脂肪酸、胶类、醇类和脂类等。

2. 极压添加剂  它是含有硫、磷、氯、碘等元素的有机化合物,在高温下与金属表面起化学反应,形成耐较高温度和压力的化学吸附膜,能防止金属界面直接接触,从而减小摩擦。

3. 表面活性剂  它是使矿物油和水乳化,形成稳定乳化液的添加剂。表面活性剂是一种有机化合物,由可溶于水的极性基团和可溶于油的非极性基团组成,可定向地排列并吸附在油水两相界面上,极性端向水,非极性端向油,将水和油连接起来,使油以微小的颗粒稳定地分散在水中,形成乳化液。表面活性剂还能吸附在金属表面上,形成润滑膜,起油性添加剂的润滑作用。常用的表面活性剂有石油磺酸钠、油酸钠皂等。

4. 防锈添加剂  它是一种极性很强的化合物,与金属表面有很强的附着力,吸附在金属表面上形成保护膜,或与金属表面化合形成钝化膜,起到防锈作用。常用的防锈添加剂有碳酸钠、三乙醇胺、石油磺酸钡等,如表所示。

表: 切削液添加剂

常用切削液的种类

1. 水溶液。水溶液的主要成分是水,其中加入了少量的有防锈和润滑作用的添加剂。水溶液的冷却效果良好,多用于普通磨削和其他精加工。配成液呈透明状,便于操作者观察。但单纯的水容易使金属生锈,且润滑性能欠佳。因此,经常在水溶液中加入一定的添加剂,使其既能保持冷却性能又有良好的防锈性能和一定的润滑性能。

2. 乳化液。乳化液是将乳化油用水稀释而成。乳化油是由矿物油、乳化剂及添加剂配成,用95%~98%水稀释后即成为乳白色或半透明状的乳化液。乳化液具有良好的冷却作用,但因为含水量大,所以润滑、防锈性能均较差。为了提高其润滑性能和防锈性能,可再加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂,配制成极压乳化液或防锈乳化液。乳化剂是一种表面活性剂,是使矿物油和水乳化形成稳定乳化液的添加剂。表面活性剂是由亲水极性基团和亲油非极性基团两部分组成。乳化剂加入油与水中,它能定向地排列并吸附在油水两界面上,极性端向水,非极性端向油,把油和水连接起来,降低油-水的界面张力,使油以微小的颗粒稳定地分散在水中,形成稳定水包油乳化液,金属切削时应用的就是这种水包油的乳化液,如图所示。

图:水包油与油包水乳化液示意图

低浓度的乳化液冷却效果较好,主要用于磨削、粗车、钻孔加工等。高浓度的乳化液润滑效果较好,主要用于精车、攻螺纹、饺孔、插齿加工等。

3. 切削油。切削油的主要成分是矿物油,少数采用动植物油或复合油。纯矿物油不能在摩擦界面上形成坚固的润滑膜,润滑效果一般。在实际使用中常常加入油性添加剂、极压添加剂和防锈添加剂以提高其润滑和防锈性能。动植物油有良好的油性,适于低速精加工,但是它们容易变质,因此最好不用或少用,而应尽量采用其他代用品,如含硫、氯等极压添加剂的矿物油。普通车削、攻螺纹时,可选用机油。精加工有色金属或铸铁时,可选用煤油。加工螺纹时,可选用植物油。在矿物油中加入一定量的油性添加剂和极压添加剂,能提高其高温、高压下的润滑性能,可用于精铣、铰孔、攻螺纹及齿轮加工。

(工业润滑油先锋)

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