刀具材料与切削液的选择.pdf

刀具材料与切削液的选择 １）工具钢刀具：其耐热温度约在200~300℃之间，只能适用于一般材料的切削，在高温下会失去硬度。 由于这种刀具耐热性差，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。 ２）高速钢：这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒（有的还含铝）为基础的高级合金钢，它们的耐热明显比 工具钢高，允许的最高温度可达 600℃。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比，高速钢有一系列优点，特别是 它具有较高的坚韧性，适合于几何形状复杂的工件和连续切削加工，而且，高速钢具有良好的可加工性和价格 上容易被接受。使用高速钢刀具进行低速和中速切削时，建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时，由于 发热量大，以采用水基切削液为宜。若使用油基切削液会产生较多的烟雾，污染环境，而且容易造成工件烧伤， 加工质量下降，刀具磨损增大。 ３）硬质合金刀具：用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）和 5％ ~10％的钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达 1000℃，具有优良的耐热性能，在加工钢 铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。在选用切削时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使用刀具均匀 受热，否则会导致崩刃。在加工一般材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件温升较高，使工件产生热 变形，影响工件加工精度，而且在没有润滑剂的条件下进行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的 磨损也加快。干切削也是不很合算的。 在选用切削液时一般油基切削液的热传导性能较差，使刀具产生骤冷的危险性比水基切削液小，所以一般 选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在使用冷却液进行切削时，要注意均匀冷却刀具，在开始切削之前， 最好预先用切削液冷却刀具。对于高速切削，要用大流量切削液喷淋切削区，以免赞成刀具受热不均匀产生崩 刃，亦可减少由于温度过高产生蒸发形成和烟污染。 ４）陶瓷刀具：采用氧化铝（AI O ）、金属和碳在高温下烧结而成，这种材料的高温耐磨性比硬质合金 2 3 要好，一般采用干切削，但考虑到均匀的冷却和避免温度过高，也常用水基切削液。 ５）金刚石刀具：具有极高的硬度，一般采用干切削。为避免温度过高，也象陶瓷材料一样，许多情况下 采用水基切削液。 刀具切削液的选择及使用 首先要了解到油基和水基切削液的特性。一般来说，油基切削液的润滑性能好，而水基切削液冷却性能好， 而乳化液即具有一定的润滑性和防锈性，又有一定的冷却性和清洗性，但是容易产生微生物而发生分解变质。 主要从下列几个方面考虑切削液的选择 根据工件材料选择 切削加工-工件材料可切削性对切削液的选择:工件材料的可切削性对切削液的选择具有重要的意义。切削加工 的具体情况和要求不同，切削加工的难易程度就不同。粗加工时，要求刀具的磨损慢和加工生产率高；精加工 时，要求工件有高的精度和较小的表面粗糙度。 对于难加工的材料应选用活性高 、 含抗磨 、 极压添加剂的切削液；对于容易加工的材料则选用不含极压添 加剂的切削液。 切削有色金属和轻金属时，切削力和切削温度都不高，可选用矿物油和高浓度乳化液。切削合金钢时，如果切 削量较低 、表面粗糙度要求较小（如拉削以及螺纹切削），此时需要优异润滑性能的切削液，可选用 极压切 削油和高浓度乳化液。切削铸铁与青铜等脆性材料时，切削中常形成崩碎切屑，容易随切削液到处流动，流入 机床导轨之间造成部件损坏，可使用冷却和清洗性能好的低浓度乳化液。 根据工件方法选择 较高切削速度的粗加工中（例如：车削 、 铣削 、 钻削），要求切削液具有良好的冷却性能，这时应选用水 基切削液以及低浓度乳化液。 在一些精密的高强度加工中（例如：拉削 、 攻丝 、深孔 钻削 、 齿轮加工）， 此时需要切削液具有优异的 润滑性能，可选用 极压切削油和高浓度乳化液。 根据刀具材料选择 a ．工具钢刀具：此类刀具的耐热温度在 200 — 300 o C ，耐热性能差，高温下会失去硬度，因此要求采 用冷却性能好的切削液，以低浓度乳化液为宜。 b ．高速钢刀具：高速粗切削时，切削量大，产生大量的切削热，为避免工件烧伤而影响加工质量，应采用冷 却性好的水基切削液；如果用高速钢刀具进行中 、 低速的精加工时，为减小刀具和工件的摩擦黏结