鋁合金是有色金屬中用途較廣的金屬之一,它具有密度小,質(zhì)量輕,強度高,導電與導熱性好且具有較好耐腐蝕性.隨著近代機械制造工業(yè)如航空,汽車工業(yè),石油化工,電子等新型工業(yè)的崛起,鋁合金金屬加工變得十分普遍.
鋁合金在物理性能上與大部分鋼材和鑄鐵材料相比,具有很多明顯的特點.純鋁強度低,硬度低,塑性大,適合于塑性成型加工,但切削加工時變形強化傾向大,易粘刀,很難加工出光潔的表面.鋁合金在強度,硬度與純鋁相比提高很多,但與鋼材相比強度與硬度低,切削力小,導熱性好.由于鋁合金質(zhì)軟,塑性大,切削時易粘刀,在刀具上形成積屑瘤,高速切削時可能在刀刃上產(chǎn)生熔焊現(xiàn)象,使刀具喪失切削能力,并影響加工精度和表面精糙度.此外,鋁合金的熱脹系數(shù)大,切削熱容易引起工件熱變形,降低加工精度.
在化學性能方面鋁是一種很活潑的金屬,不僅在空氣中較易氧化,而且在酸性環(huán)境和堿性環(huán)境下都會發(fā)生反應,鋁合金的腐蝕形態(tài)主要表面為表面變色和孔蝕.鋁的表面由褐色變?yōu)楹谏?大面積的變色不會發(fā)生孔蝕,孔蝕是小而深的侵蝕,但有時孔蝕相互連通形成大的孔洞,析出白色的粉末,俗稱白銹。
鋁合金切削液的選擇
綜合上面所述,鋁合金切削液的選擇非常重要,必須保證良好的潤滑性,冷卻性,過濾性和防銹性,因此可用于鋁合金加工的切削液與普通的切削液有所不同,選擇一款合適的切削液是十分必要的.
根據(jù)加工條件和加工精度的要求不同應選擇不同的切削液.對于高速加工可產(chǎn)生大量的熱量,如高速切削,鉆孔等,如果產(chǎn)生的熱量不能及時的被切削液帶走,將會發(fā)生粘刀現(xiàn)象,嚴重的會出現(xiàn)積屑瘤,將嚴重的影響到工件的加工精糙度和刀具的使用壽命,同時熱量也可使工件發(fā)生變形,嚴重影響到工件的精度.因此切削液的選擇既要考慮到其本身的潤滑性也要考慮其冷卻性能,對于精加工易選擇乳化型減摩切削液或低粘度的切削油.
對于磨削加工來說,磨削下來的磨屑非常細小,而且在磨削過程中會產(chǎn)生大量的熱量,因此選擇切削液時既要考慮潤滑和冷卻性能外還要考慮到切削液的過濾性,如選擇的切削粘稠度過大,切屑不能及時沉積降下去或被過濾出去,那么就會隨切削液循環(huán)到加工區(qū)而劃傷工件表面而影響加工表面的光潔度.
在切削液的選擇方面除了要考慮切削液的潤滑性/冷卻性等性能外,還要考慮切削液的防銹性,成本和易維護等方面的性能.切削油易選用粘度相對較低的基礎油加入減磨添加劑,這樣既可達到潤滑減摩,也可有很好冷卻和易過濾性.但是切削油存在的問題是閃點低,在高速切削時煙霧較重,閃點低,危險系數(shù)較高,而且揮發(fā)快,用戶使用成本相應變,因此在條件允許的景況下盡量選用水溶性切削液.
對于水性切削液,更重要的是要考慮其防銹.現(xiàn)在常用的水性鋁防銹劑有硅酸鹽和磷酸脂,對于工序間存放時間較長的工件,在加工時易選用具有磷酸脂型防銹劑的切削液,因為硅類物質(zhì)與鋁材長時間接觸會發(fā)生腐蝕產(chǎn)生黑色的"硅斑".切削液的pH值多保持在8-10之間,如果防銹性不好,鋁材在這種堿性條件下很容易被腐蝕.因此水溶性切削液一定要有良好的鋁防銹有性能.
鋁合金切削液的使用與維護
鋁合金切削液的配制和使用與普通切削液的配制和使用基本相同,只是在稀釋水的選擇上要更加嚴格,因為水中的許多離子對鋁都會產(chǎn)生腐蝕作用,如果這些離子含量過多就會降低切削液的防銹性能,尤其是在工序間防銹上,例如氯離子、硫酸根離子、重金屬離子等。另外一些離子還會與切削液中的鋁防銹劑發(fā)生產(chǎn)反應而降低切削液的防銹性和穩(wěn)定性,如鈣、鎂離子等。因此盡量選擇硬度較小的稀釋水,或經(jīng)過離子交換軟化后的稀釋水,以保證切削液的使用效果和使用壽命。
鋁合金切削液的維護除了需要像普通切削液的日常維護外還要注意以下幾點;
1.過濾----因為鋁合金在堿性條件下易發(fā)生反應生成鋁皂,破壞切削液的穩(wěn)定性.因此切削下來的鋁屑應立即將其過濾出去,避免鋁屑與切削液發(fā)生產(chǎn)反應而影響到切削液的使用效果與使用壽命.在磨削加工過程中磨現(xiàn)來的鋁屑既細小又輕,很難沉淀下去,如不進行過濾或過濾的不充分,鋁屑就會隨切削液循環(huán)系統(tǒng)被帶到加工區(qū)而影響到加工區(qū)而劃傷工作面,影響加工表面的光澤度.
2. pH值---因為鋁材對切削液的pH值非常敏感,因此要經(jīng)常性的對鋁合金切削液pH值進行檢測,如發(fā)現(xiàn)異常應及時進行調(diào)整,使用 pH控制在8-9之間,以免pH值過高腐蝕工件或pH值過低使細菌大量繁殖而影響切削液的穩(wěn)定和使用性能.
3.定時補加新液---既保證切削液的良好潤滑,也保證了切削液良好的防銹性能和殺菌防腐性能,以延長工作液的使用壽命.