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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
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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
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