如何根據刀具材質選用切削液

玻璃切削液訊：切削液通常也被稱為“冷卻液” , 在金屬加工過程中它除具有潤滑、冷卻、排屑、防銹的功能外， 還具有防泡沫、對環境友好、抗菌等功能。切削液的選用與工件表面質量和加工精度有關， 還與被加工材料、加工工藝過程以及刀具材料密切相關。文章就數控刀具的常用材料與切削液的選用的關系進行探討，旨在幫助工程技術人員正確使用切削液及有效利用數控刀具。
玻璃切削液教您：數控刀具典型材料：

1 .1 　高速鋼：

高速鋼是加人了較多的鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、釩（V）等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼具有較高的硬度（62HRC ～ 67HRC）和耐熱性， 在切削溫度高達500 ～ 650 ℃時仍能進行切削；高速鋼的強度高（抗彎強度是一般硬質合金的2 ～ 3 倍， 陶瓷的5 ～ 6 倍）、韌性好， 可在有沖擊、振動的場合應用；它可以用于加工有色金屬、結構鋼、鑄鐵、高溫合金等范圍廣泛的材料。高速鋼的制造工藝性好， 容易磨出鋒利的切削刃， 適于制造各類刀具， 尤其適于制造鉆頭、拉刀、成形刀具、齒輪刀具等形狀復雜的刀具。

高速鋼按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝方法可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。

1 .2 　硬質合金：

硬質合金是用高硬度、難熔的金屬碳化物（WC 、TiC 等）和金屬粘結劑（Cr 、Ni 等）在高溫條件下燒結而成的粉末冶金制品。硬質合金的常溫硬度達89HRA ～ 93HRA , 760 ℃時其硬度為77HRA ～ 85HRA ,在800 ～ 1 000 ℃時硬質合金還能進行切削， 刀具壽命比高速鋼刀具高幾倍到幾十倍， 可加工包括淬硬鋼在內的多種材料。但硬質合金的強度和韌性比高速鋼差， 常溫下的沖擊韌性僅為高速鋼的1 8 ～ 130 , 因此， 硬質合金承受切削振動和沖擊的能力較差。表1 是硬質合金的幾種類型。

1 .3 　陶瓷刀具：

陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高溫力學性能， 與金屬的親合力小， 不易與金屬產生粘結， 并且化學穩定性好。陶瓷刀具主要應用于鋼、鑄鐵及其合金和難加工材料的切削加工， 可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。

1 .4 　超硬刀具：

超硬材料是指人造金剛石和立方氮化硼（簡稱CBN）, 以及用這些粉末與結合劑燒結而成的聚晶金剛石（簡稱PCD）和聚晶立方氮化棚（簡稱PCBN）等。

超硬材料具有優良的耐磨性， 主要應用于高速切削及難切削材料的加工。
2 　常見切削液的種類

為適應不同的加工工藝要求， 切削液有很多品種， 按化學組成和狀態可分為水基切削液和油基切削液兩大類。一般用水稀釋而成的切削液稱為水基切削液， 不需要用水稀釋而使用的切削液稱為油基切削液。水基切削液以冷卻為主， 潤滑性能較差，常用的水基切削液有：防銹乳化液、防銹潤滑劑乳化液、極壓乳化液、微乳液等；油基切削液以潤滑作用為主， 冷卻作用和清洗作用較差， 常用的油基切削液有：純礦物油、脂肪油（或油性添加劑）+礦物油、非活性極壓切削油、活性極壓切削油等。幾種主要切削液的組成及應用特點如表2 所示。
3 　切削液的合理選用

3 .1 　高速鋼刀具：

這種材料是以鉻、鎳、鎢、鉬、釩（有的還含有鋁）為基礎的高級合金鋼， 它們的耐熱性明顯比工具鋼高， 允許的最高溫度可達600 ℃。與其他耐高溫的金屬和陶瓷材料相比， 高速鋼有一系列優點， 特別是它有較高的韌性， 適合于幾何形狀復雜的工件和連續的切削加工， 而且高速鋼具有良好的可加工性和價格上容易被接受的特點 。

由于高速鋼刀具紅硬性差， 使用中需采用切削液。低速和中速切削時， 建議采用油基切削液或乳化液。在高速切削時， 由于發熱量大， 以采用水基切削液為宜。若使用油基切削液會產生較多油霧， 污染環境， 而且容易造成工件燒傷， 加工質量下降， 刀具磨損增大。另外， 粗加工時建議采用極壓水溶液或極壓乳化液， 而精加工時采用極壓乳化液或極壓切削油， 以減小摩擦， 提高表面質量和精度， 延長刀具壽命。

3 .2 　硬質合金刀具：

硬質合金是由碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）和5 %～ 10 %的鈷組成， 它的硬度大大超過高速鋼， 最高允許工作溫度可達1 000 ℃， 具有優良的耐磨性能， 在加工鋼鐵材料時， 可減少切屑間的粘結現象。

由于硬質合金刀具紅硬性好，在加工一般的材料時，一般不加切削液而采用干切削，但在干切削時，工件溫升較高，使工件易產生熱變形，影響工件加工精度，而且在沒有潤滑劑的條件下進行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的磨損也加快。硬質合金刀具價格較貴，所以從經濟方面考慮，干切削也是不合算的。

在選用切削液時，要考慮硬質合金對驟熱的敏感性，盡可能使刀具均勻受熱，否則會導致崩刃。一般油基切削液的熱傳導性能較差，使刀具產生驟冷的危險性要比水基切削液小，所以一般選用含有抗磨添加劑的油基切削液為宜。在使用切削液進行切削時，要注意均勻地冷卻刀具，最好在開始切削之前預先冷卻刀具。對于高速切削， 要用大流量切削液噴淋切削區， 以免造成刀具受熱不均勻而產生崩刃， 亦可減少由于溫度過高產生蒸發而形成的油煙污染。

3 .3 　陶瓷刀具：

這種材料采用氧化鋁、金屬和碳化物在高溫下燒結而成， 它的高溫耐磨性比硬質合金還要好， 故一般采用干切削。考慮到均勻的冷卻和避免溫度過高， 也常使用水基切削液， 但最好連續、充分的澆注，不要間斷。

3 .4 　金剛石刀具：

具有極高的硬度， 一般使用干切削。為避免溫度過高， 也像陶瓷材料一樣， 許多情況下采用水基切削液。

4 　結論

根據不同的刀具材料合理選擇切削液， 不僅能提高工件的表面質量和加工精度， 而且能減小工件的熱變形和刀具的磨損， 提高刀具的耐用度、降低生產成本， 提高生產效率， 故在生產中應加以重視。玻璃切削液