切削液功能的發(fā)揮與提高

  如果切削液在切屑一刀具一工件界面之間形成一層彈性流
體油膜，使兩者隔著油膜而相對運(yùn)動，起到減小摩擦的潤滑作
用，這種潤滑狀態(tài)叫做流體潤滑，它的潤滑效果比較好。但切
削過程中的大多數(shù)情況是，切屑一刀具一工件接合界面要承受
相當(dāng)大的載荷，隨著載荷增加、溫度升高，油膜厚度便減薄，當(dāng)
減薄到相當(dāng)于金屬表面的凹凸不平度時，流體油膜部分地破
壞，凸起的金屬峰尖直接相互接觸，起不到流體潤滑作用，而
是靠切削液油質(zhì)的滲透性和吸附作用形成的潤滑膜(也稱吸
附膜)，起著減小摩擦的潤滑作用，這種潤滑狀態(tài)叫做邊界潤
滑。切削中摩擦界面的潤滑狀態(tài)，大多數(shù)是邊界潤滑，它的摩
擦系數(shù)值大于流體潤滑，但小于干切削。

  動植物油因有形成潤滑膜的良好條件——滲透性、吸附
性和潤滑性。所以在沒有更為合適的切削液期間，它們在精加
工中幾乎是必不可少的潤滑劑，后又廣泛地作為油性添加劑。
但是，動植物油作為切削液，容易變質(zhì)腐敗，使用壽命短；而且
動植油可供食用或其它用途，來源有限，應(yīng)該盡量不用或少用。

  既然要盡量不用或少用動植物油，是否有可以形成潤滑
膜的代用品呢?有的，例如含有表面活性物質(zhì)、與金屬有良好
親和力的油酸、胺類、醇類切削液等。它們和動植物油的潤滑膜
都是物理吸附作用形成的，這類潤滑膜叫做物理潤滑膜，其油
膜強(qiáng)度不高，只能耐受約200℃溫度，不能滿足大多數(shù)難切削
金屬加工的潤滑要求。因?yàn)殡y切削金屬加工時，它的切削摩
擦界面處于高溫、高壓的極壓狀態(tài)，油性物理潤滑將破壞，必
須在切削液中加進(jìn)極壓添加劑，才能有較好的潤滑性。

通常
的極壓添加劑是含硫、磷或氯等元素的有機(jī)化物，在高溫、高
壓作用下與金屬起化學(xué)反應(yīng)，生成化學(xué)潤滑膜。它的熔點(diǎn)要
比物理潤滑膜高得多，在高溫、高壓下仍有一定的強(qiáng)度，可避
免切削中摩擦界面的直接接觸，減小摩擦，達(dá)到潤滑目的。
  如添加了硫元素的硫化切削液，在金屬切削過程中，硫元
素和鐵元素起化學(xué)反應(yīng)生成的硫化鐵，它的摩擦系數(shù)較小，能
耐1193℃的高溫。硫化切削液用于切鋼時，能在1000℃左
右高溫下仍具有潤滑性能。

  常用的含氯的極壓添加劑有氯化石蠟、氯化脂肪酸等。氯
的化學(xué)性能活潑，在200--300℃時，即能與金屬表面起化學(xué)
反應(yīng)。氯化物的摩擦系數(shù)比于硫化物還小，潤滑性能更為優(yōu)
良。含氯極壓添加劑的切削液可耐600℃的高溫，特別適合
于切削合金鋼、高強(qiáng)度鋼以及其它難切削材料。

四氯化碳為添加劑的效果好，因?yàn)樗膿]發(fā)性高，滲透性強(qiáng)
(可以滲入零件加工表面間的顯微裂紋中)，同時又能防止刀
具發(fā)生粘結(jié)磨損。不過，四氯化碳在高溫時會揮發(fā)出有害氣
體，只適于諸如拉削、鉸削等低速精加工。這種添加劑國內(nèi)較
少采用。

  常用的含磷極壓添加劑是有機(jī)磷酸醋或硫化磷酸鋅等，
它一與鋼鐵接觸即被吸附，并起化學(xué)反應(yīng)，生成磷酸鐵化學(xué)潤
滑膜，降低摩擦、磨損的效果比含硫、含氯的極壓添加劑更為
良好。

  為了得到較好的潤滑冷卻效果，往往在一種切削液中加
入上述的兩種或三種添加劑，復(fù)合使用。還可以根據(jù)實(shí)際情
況和各種需要，加入各種添加劑而合成切削液。如為了防
銹，在切削液中添加防銹添加劑;為了防霉，則在切削液中添
加防4添加劑等。合成切削液的性能和效果，大大地超過了
各種天然的切削液。

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