铜材加工中切削液的选择和维护
铜广泛应用于电力、家用电器、汽车、建筑、电子仪器仪表、国防、交通运输、海洋工程等行业,根据产品形状可细分为铜管材、铜板带材、铜箔材、铜棒材、铜型材、铜线材等。
铜有加工硬化现象,即随着加工率的增加,其塑性降低,强度和变形难度增加,理论上黄铜每次退火之间加工率可达80%以上,紫铜可以达到90%以上,但是要达到这么大的加工率其轧制力将增大,设备效率降低,通常采用每次软化退火之间加工率黄铜60%-70%,紫铜可以达到90%。利用其塑性较好时,可以大加工率加工,其加工效率比较高,对设备投资较小,但加工率增大的同时边部破裂和板形控制难度也会增加,所以必须进行再结晶软化退火,提高材料塑性(可加工性),来继续进行深加工。
综上所述,加工铜及其合金时切削液的选择非常重要,必须保证良好的润滑性、冷却性、过滤性和防锈性,因此用于铜及其合金加工的切削液与普通的切削液有所不同,选择一款合适的切削液是十分必要的。
切削液的选择根据不同的加工条件和加工精度要求应选择不同的切削液。高速加工会产生大量的热量,如高速切削、钻孔等。如果产生的热量不能及时被切削液带走,就会发生粘刀现象,出现积屑瘤,严重影响工件的加工粗糙度和刀具的使用寿命,同时热量也可使工件发生变形,影响工件的精度。因此切削液的选择既要考虑其本身的润滑性,也要考虑冷却性能,对于精加工宜选择乳化型减摩切削液或低粘度的切削油,如“联诺化工"的乳化型切削液SCC101和切削油NC600,对于半精加工和粗加工可选择低浓度的乳化型减摩切削液或半合成减摩切削液等具有良好冷却性能的切削液,如“联诺化工"的乳化型切削液SCC102和半合成切削液SCC618。
对于磨削加工来说,磨削下来的磨屑非常细小,而且在磨削过程中会产生大量的热量,因此选择切削液时既要考虑润滑和冷却性能,还要考虑切削液的过滤性,如选择的切削液粘稠度过大,切屑不能及时沉积下去或被过滤出去,那么就会随切削液循环到加工区划伤工件表面,影响工件表面的光洁度。因此对于精磨或超精磨宜选用低粘度减磨切削油或半合成减磨切削液,如“联诺化工"的半合成切削液SCC638,对于半精磨或粗磨可选用低浓度的半合成切削液或全合成切削液,如“联诺化工"的半合成切削液SCC638A和全合成切削液SCC750A。
在选择切削液时,除考虑切削液的润滑性、冷却性等性能外,还要考虑切削液的防锈性、成本和易维护等。切削油宜选用粘度相对较低的基础油加入减磨添加剂,这样既可达到润滑减摩,也有很好的冷却和易过虑性。但是切削油在高速切削时烟雾较重,闪点低,危险系数较高,而且挥发快,增加用户使用成本,因此在条件允许的景况下尽量选用水溶性切削液。
水性切削液要考虑其防锈性。现在常用的水性铝防锈剂有硅酸盐和磷酸脂,对于工序间存放时间较长的工件,在加工时宜选用具有磷酸脂型防锈剂的切削液,因为硅类物质与铝材长时间接触会发生腐蚀而生黑色的“硅斑"。切削液的PH值多保持在8-10之间,如果防锈性不好,铜材在碱性条件下很容易被腐蚀,因此水溶性切削液一定要有良好的防锈性能。
切削液的使用与维护铜及其合金切削液的配制和使用与普通切削液的配制和使用基本相同,只是在稀释水的选择上更加严格.因为水中的许多离子对铜会产生腐蚀作用,如果这些离子含量过多会降低切削液的防锈性能,尤其是工序间的防锈,例如氯离子、硫酸根离子、重金属离子等。另外一些离子还会与切削液中的防锈剂发生反应,降低切削液的防锈性和稳定性(如钙、镁离子等)。因此尽量选择硬度较小的应或经过离子交换软化后的稀释水,以保证切削液的使用效果和使用寿命。
除普通切削液的日常维护相同外,铜及其合金切削液的维护还要注意以下几点:
(1)过滤。因为铜及其合金在碱性条件下易发生反应生成铝皂,破坏切削液的稳定性。因此应立即将切削下来的铜屑过滤出去,避免其与切削液发生产反应,影响切削液的使用效果与使用寿命。在磨削加工过程中产生的铜屑既细小又轻,很难沉淀,如不进行过滤或过滤不充分,铜屑会随切削液循环系统被带到加工区,划伤工作面,影响工件表面的光泽度。
(2)PH值。因为铜材对切削液的PH值非常敏感,因此要经常性地对铜及其合金切削液PH值进行检测,如发现异常应及时进行调整,将PH值控制在8-9之间,以免PH值过高腐蚀工件或PH值过低使细菌大量繁殖而影响切削液的稳定和使用性能。
(3)定时补加新液。既保证切削液的良好润滑,也保证其良好的防锈性能和杀菌防腐性能,以延长工作液的使用寿命。
