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數(shù)控車方機(jī)加工不同金屬材質(zhì)對(duì)切削油的選用
閱讀：2698 發(fā)布時(shí)間：2021-12-17
現(xiàn)在車方機(jī)對(duì)金屬加工實(shí)務(wù)包括切削各種金屬、合金，每一種都有它們的物理特性，有些易于加工，有些不易加工。此機(jī)械加工性的等級(jí)乃是表示加工的難易度，不一定正比于金屬或合金的硬度。
當(dāng)然，每一金屬有它的機(jī)械制造特性，并且關(guān)系于切削油種類的選擇。
表中列出常用金屬及合金的機(jī)械加工性等級(jí)：
圖表５３．金屬機(jī)械加工性的等級(jí)
1．鑄鐵
一般的灰鑄鐵以鐵為主要成份，外加一些散布的石墨。鑄鐵易于加工制造，而且不用切削油也可切削，但容易產(chǎn)生廢細(xì)屑及黑色塵粉。
可以煤油作為切削油，通常用過(guò)濾器把廢屑及塵粉過(guò)濾。也可以采用特別設(shè)計(jì)的水溶性切削油或合成切削液，其形成清晰溶液或乳化液，穩(wěn)定性高，不會(huì)和鑄鐵粒子起作用。
2．球狀鐵（SG）
另一種不同型式的灰鑄鐵是球狀鐵或SG鐵，常用來(lái)制成引擎體或其它零件。由成份較多的鐵加上球狀散布的石墨組成，與灰鑄鐵一樣易于加工，但比灰鑄鐵有較大的拉長(zhǎng)強(qiáng)度及韌性。
如同灰鑄鐵一樣會(huì)產(chǎn)生廢屑及塵粉，我們也可以使用與灰鑄鐵類似的切削油。
3．鋼
我們這里所談到的鋼包括一些常用的金屬，但是不包括不銹鋼。鋼的機(jī)械加工性范圍很大，所以切削油也廣泛的有選擇性，且必需考慮到鋼的特性。鋼的含碳量越高，硬度也越高。然而金屬越硬，機(jī)械加工性越差。例如碳含量從0.3﹪到0.6﹪，一般使用水溶性切削油。再增到0.6﹪以上，則須要使用具有極壓添加劑的切削油。熱處理及硬化加工會(huì)影響到機(jī)械加工性，合金如鎳和鉻常被用來(lái)硬化鋼材，它們也會(huì)使機(jī)械加工性減小。
在另一方面，例如錫或硫也可能增加鋼的機(jī)械加工性，系所謂的易削鋼。硫產(chǎn)生硫化錳粒子，在剪力平面上打開(kāi)了微小裂縫，在主變型區(qū)減少了剪切抗力，鉛也具有相同的效果，易加工鋼通常是使用水溶性切削油或合成切削液。
4．不銹鋼等
不銹鋼、耐熱合金及鎳合金是鋼中較特殊的，含有高含量鎳、鈷。它們硬且低熱傳導(dǎo)性，此使得在碎屑中形成高溫，及工具與碎屑交互面的溫度也很高，工具磨損很快。減少工具磨損可由放慢速度及控制好給進(jìn)速率，以避免加工較硬的工件時(shí)，工具的過(guò)度磨損。
油性切削油特別是含有高極壓添加劑者是此類鋼中主要切削油，需要注意的是某些切削油含有活性硫，能使高鎳含量合金產(chǎn)生污點(diǎn)。
5．鈦合金
鈦及鈦合金比不銹鋼更不容易加工，具有非常低的熱傳導(dǎo)性，在切屑及工具的界面上溫度很高，鈦在壓力下有與切削工具熔接的傾向，會(huì)使工具提早磨損。
這些問(wèn)題的解決方法都是采用較低切削速度，及采用高極壓添加劑含量的切削油。
6．鋁及合金
純鋁是很難加工的，因其常常黏在刀具上。工業(yè)用鋁一般均為鋁合金，鋁中含少量銅可大大增加機(jī)械加工性。
油性切削油及水溶性切削油均可用來(lái)加工鋁合金，油性切削油應(yīng)該選擇低黏度，且含有脂肪或氯添加劑者，它們可以幫助滲透或減少切屑與刀具的熔接。水溶性切削油應(yīng)該選擇加有脂肪添加劑，并且其乳化液的PH值不應(yīng)太高。因?yàn)镻H值太高，會(huì)使鋁的表面起污點(diǎn)。
有些鋁合金含有高量的硅（即8～16﹪），加入如此含量的硅可降低熔點(diǎn)及黏度，使得壓鑄作業(yè)更加容易。但是由于合金本身軟，加上硬硅粒子，會(huì)造成刀具快速磨損。極壓水溶性切削油適用于硅含量高的鋁合金切削作業(yè)，這種水溶性切削油含有較多的氯及脂肪添加劑。
7．銅及合金
純銅就像純鋁一樣的黏，因此加工不易。純銅也產(chǎn)生長(zhǎng)且連續(xù)的切屑，這種切屑會(huì)干擾切削過(guò)程，但此問(wèn)題可
由加硫或鉛來(lái)克服。
黃銅為鋅及銅的合金，易于加工，產(chǎn)生不連續(xù)的切屑，它的機(jī)械加工性會(huì)因鉛的加入而增加。
一般來(lái)說(shuō)，黃銅及銅可用水溶性切削油來(lái)加工。有些切削油含有強(qiáng)堿，脂肪酸及硫，它們對(duì)銅有腐蝕作用，所以選擇適當(dāng)?shù)挠褪呛苤匾摹．?dāng)非常注重表面光度時(shí)，可選用無(wú)腐蝕性的水溶性切削油或低黏度含脂肪礦物油的切削油。加工困難的合金包括青銅合金及含有鎂、鋁、磷的合金，則可使用極壓添加劑和脂肪含量較高的油性切削油。
8．鎂及鎂合金
鎂及鎂合金易于加工，而且容易產(chǎn)生加工碎屑。很重要的一件事是應(yīng)避免切削時(shí)所產(chǎn)生的高溫，因?yàn)楦邷貢?huì)使鎂燃燒。
由這點(diǎn)來(lái)看，水溶性切削油似乎較理想，但是水中的氧會(huì)與刀具的的鎂因高溫發(fā)生反應(yīng)。因此水溶性切削油從不使用在鎂加工上，正確用油是低黏度油性切削油
當(dāng)然，每一金屬有它的機(jī)械制造特性，并且關(guān)系于切削油種類的選擇。
表中列出常用金屬及合金的機(jī)械加工性等級(jí)：
圖表５３．金屬機(jī)械加工性的等級(jí)
| 金屬或合金 | 加工性等級(jí) |
| 鋁 | 300-1500 |
| 黃銅 | 200-600 |
| 碳鋼 | 40-70 |
| 銅 | 60-70 |
| 不銹鋼 | 23-45 |
一般的灰鑄鐵以鐵為主要成份，外加一些散布的石墨。鑄鐵易于加工制造，而且不用切削油也可切削，但容易產(chǎn)生廢細(xì)屑及黑色塵粉。
可以煤油作為切削油，通常用過(guò)濾器把廢屑及塵粉過(guò)濾。也可以采用特別設(shè)計(jì)的水溶性切削油或合成切削液，其形成清晰溶液或乳化液，穩(wěn)定性高，不會(huì)和鑄鐵粒子起作用。
2．球狀鐵（SG）
另一種不同型式的灰鑄鐵是球狀鐵或SG鐵，常用來(lái)制成引擎體或其它零件。由成份較多的鐵加上球狀散布的石墨組成，與灰鑄鐵一樣易于加工，但比灰鑄鐵有較大的拉長(zhǎng)強(qiáng)度及韌性。
如同灰鑄鐵一樣會(huì)產(chǎn)生廢屑及塵粉，我們也可以使用與灰鑄鐵類似的切削油。
3．鋼
我們這里所談到的鋼包括一些常用的金屬，但是不包括不銹鋼。鋼的機(jī)械加工性范圍很大，所以切削油也廣泛的有選擇性，且必需考慮到鋼的特性。鋼的含碳量越高，硬度也越高。然而金屬越硬，機(jī)械加工性越差。例如碳含量從0.3﹪到0.6﹪，一般使用水溶性切削油。再增到0.6﹪以上，則須要使用具有極壓添加劑的切削油。熱處理及硬化加工會(huì)影響到機(jī)械加工性，合金如鎳和鉻常被用來(lái)硬化鋼材，它們也會(huì)使機(jī)械加工性減小。
在另一方面，例如錫或硫也可能增加鋼的機(jī)械加工性，系所謂的易削鋼。硫產(chǎn)生硫化錳粒子，在剪力平面上打開(kāi)了微小裂縫，在主變型區(qū)減少了剪切抗力，鉛也具有相同的效果，易加工鋼通常是使用水溶性切削油或合成切削液。
4．不銹鋼等
不銹鋼、耐熱合金及鎳合金是鋼中較特殊的，含有高含量鎳、鈷。它們硬且低熱傳導(dǎo)性，此使得在碎屑中形成高溫，及工具與碎屑交互面的溫度也很高，工具磨損很快。減少工具磨損可由放慢速度及控制好給進(jìn)速率，以避免加工較硬的工件時(shí)，工具的過(guò)度磨損。
油性切削油特別是含有高極壓添加劑者是此類鋼中主要切削油，需要注意的是某些切削油含有活性硫，能使高鎳含量合金產(chǎn)生污點(diǎn)。
5．鈦合金
鈦及鈦合金比不銹鋼更不容易加工，具有非常低的熱傳導(dǎo)性，在切屑及工具的界面上溫度很高，鈦在壓力下有與切削工具熔接的傾向，會(huì)使工具提早磨損。
這些問(wèn)題的解決方法都是采用較低切削速度，及采用高極壓添加劑含量的切削油。
6．鋁及合金
純鋁是很難加工的，因其常常黏在刀具上。工業(yè)用鋁一般均為鋁合金，鋁中含少量銅可大大增加機(jī)械加工性。
油性切削油及水溶性切削油均可用來(lái)加工鋁合金，油性切削油應(yīng)該選擇低黏度，且含有脂肪或氯添加劑者，它們可以幫助滲透或減少切屑與刀具的熔接。水溶性切削油應(yīng)該選擇加有脂肪添加劑，并且其乳化液的PH值不應(yīng)太高。因?yàn)镻H值太高，會(huì)使鋁的表面起污點(diǎn)。
有些鋁合金含有高量的硅（即8～16﹪），加入如此含量的硅可降低熔點(diǎn)及黏度，使得壓鑄作業(yè)更加容易。但是由于合金本身軟，加上硬硅粒子，會(huì)造成刀具快速磨損。極壓水溶性切削油適用于硅含量高的鋁合金切削作業(yè)，這種水溶性切削油含有較多的氯及脂肪添加劑。
7．銅及合金
純銅就像純鋁一樣的黏，因此加工不易。純銅也產(chǎn)生長(zhǎng)且連續(xù)的切屑，這種切屑會(huì)干擾切削過(guò)程，但此問(wèn)題可
由加硫或鉛來(lái)克服。
黃銅為鋅及銅的合金，易于加工，產(chǎn)生不連續(xù)的切屑，它的機(jī)械加工性會(huì)因鉛的加入而增加。
一般來(lái)說(shuō)，黃銅及銅可用水溶性切削油來(lái)加工。有些切削油含有強(qiáng)堿，脂肪酸及硫，它們對(duì)銅有腐蝕作用，所以選擇適當(dāng)?shù)挠褪呛苤匾摹．?dāng)非常注重表面光度時(shí)，可選用無(wú)腐蝕性的水溶性切削油或低黏度含脂肪礦物油的切削油。加工困難的合金包括青銅合金及含有鎂、鋁、磷的合金，則可使用極壓添加劑和脂肪含量較高的油性切削油。
8．鎂及鎂合金
鎂及鎂合金易于加工，而且容易產(chǎn)生加工碎屑。很重要的一件事是應(yīng)避免切削時(shí)所產(chǎn)生的高溫，因?yàn)楦邷貢?huì)使鎂燃燒。
由這點(diǎn)來(lái)看，水溶性切削油似乎較理想，但是水中的氧會(huì)與刀具的的鎂因高溫發(fā)生反應(yīng)。因此水溶性切削油從不使用在鎂加工上，正確用油是低黏度油性切削油