金属切削液在轴承加工中的应用

金属切削液在轴承加工中的应用

陆尧

哈尔滨轴承集团公司小型球轴承分厂黑龙江哈尔滨150036

摘要：文章主要围绕金属切削液在轴承加工中的应用进行叙述，对切削液的类型进行了详细地介绍，然后指出了切削液具体的作用，最后提出了金属切削液的选择和应用方法，希望能够不断改善轴承加工的现状，提升整体水平。

关键词：金属切削液；轴承加工；应用

1.前言

近几年来，在我国经济不断发展的过程中，机械加工工业也在不断进步，为各行各业的顺利发展提供基础，随着人们需求的不断增多和水平的不断提升，需要对一些大型的金属进行切削工作，为了提高切削的效率和质量，相关人员需要做好切削液的选择和应用工作，不断提升加工水平。

2.切削液分类

2.1水基切削液

2.1.1水溶液

水溶液的主要成分是水，在其中加入一定量的防锈和油性添加剂，还能起到一定的防锈和润滑作用。由于水的导热系数是油的导热系数三倍，所以它的冷却性能好，呈透明状，常在磨削中使用[1]。

2.1.2乳化液

按用途可分为：普通乳化液：它是由防锈剂，乳化剂和矿物油配制而成。清洗和冷却性能好，兼有防锈和润滑性能。防锈乳化液：在普通乳化液中，加入大量的防锈剂，其作用同上，用于防锈要求严格的工序和气候潮湿的地区。极压乳化液：在乳化液中，添加含硫，磷，氯的极压添加剂，能在切削时的高温、高压下形成吸附膜，起润滑作用[2]。

根据乳化液中的矿物油含量和矿物油粒度可分为：粗乳液：含油60%～90%，油滴粒度大于1μm，外观为乳白色；微乳液：含油40%～50%，油滴粒度小于1μm，外观呈半透明灰色；乳化液中矿物油的作用是作油性剂、防锈剂等添加剂的载体。各种添加剂配制得当能使乳化液切削液获得良好的冷却效果，同时还有相当好的润滑和除锈性能。这些特点使乳化液避免了油基切削液容易产生烟雾、起火的缺点而用在大量切削热生成的切削加工场合。另外，乳化液价格便宜，使用卫生安全。

乳化液的缺点是容易因温度上升、现场维护不当造成繁殖细菌、霉菌等，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质而缩短使用寿命。

2.1.3化学合成切削液

不含矿物油类，在水中添加水溶性防锈剂、油性剂、极压抗磨添加剂、表面活性剂、防腐剂和消泡剂等多种功能性添加剂。稀释液呈透明状或半透明状。化学合成切削液的冷却和清洗性能非常优良，适合高速切削；加工工件时具有良好的可见性，特别适合数控机床、加工中心等现代加工设备使用；稳定性和抗腐败能力比乳化液强，使用寿命长。缺点是与乳化液相比，润滑和防锈性能较差。

2.2油或油基切削液

油或油基切削液主要成分是矿物油，根据矿物油内添加物的不同可分为：脂肪油切削油：在矿物油内添加一定的脂肪油，此类油的润滑性良好，常用于机械零件的精密加工；极压切削油：在矿物油内添加一定比例的极压添加剂，进一步提高切削油的耐温耐压性能；复合切削油：由矿物油、油性添加剂和极压添加剂配制而成，对金属表面有极佳的吸附作用，在很宽的温度范围内能保持切削油的润滑性能，适合多工位切削及多种材料的的切削加工。

3.切削液的作用

3.1冷却作用

切削液的冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体中（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。通过切削液的传热作用，带走绝大部分磨削热，降低磨削区域的温度，避免或减少工件烧伤、裂纹、变形等现象。

冷却作用的好坏海域泡沫有关，由于泡沫内部是空气，空气的导热性差，泡沫多的切削液冷却效果会降低，所以一般表面含活性剂的合成切削液都加入了少量的乳化硅油，起消泡作用。

3.2润滑作用

在切削加工中，刀具与切削、刀具与工件表面之间产生摩擦，切削液就是减轻这种摩擦的润滑剂。磨屑、磨粒和工件表面经切削液浸润之后，粘附在工件表面上形成润滑油膜，减少磨粒和工件间的摩擦，从而降低工件表面粗糙度和提高砂轮使用寿命。当切削液中加入表面活性物质后，能提高它的润滑性。此外，润湿性决定于切削液的粘度，低粘度液体易于进入工件和砂轮接触区。所以，粘度和表面活性物质是切削液具有润滑性的重要因素。

3.3清洗作用

在金属切削过程中，切屑、铁粉、磨屑、油污等易粘附在工件表卖弄和刀具、砂轮上，影响切削效果。同时使工件和机床变脏，所以切削液必须具有良好的清洗作用，对于油基切削液，粘度越低，清洗能力越强，特别是含煤油、柴油等轻阻尼的切削液，渗透和清洗性能就更好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好。表面活性剂一方面能吸附各种粒子、油泥，并在工件表面形成一层吸附膜，阻止粒子和油泥粘附在工件、刀具和砂轮上，另一方面能渗入到粒子和油污粘附界面上把粒子和油污从界面上分离，随着切削液带走，从而起到清洗作用。

3.4防锈作用

在切削液中加入防锈添加剂后，能在金属表面上形成保护膜，使磨床和工件起到防锈作用，在切削液加入皂类和各种防锈添加剂如压下酸钠，苯甲酸按等均可起到防锈作用。在切削过程中，工件如果和水和切削液分解氧化变质所产生的腐蚀介质接触，就会受到腐蚀，机床与切削液接触部分也会因此产生腐蚀，工件加工后或工序间存放期间，如果切削液没有一定的防锈能力，工件会受到空气中的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学腐蚀和电化学腐蚀，造成工件生锈，因此，要求切削液具有良好的防锈性能。因此理想的磨削切削液还应具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈等性能。此外，切削液还应对人体无害和无刺激，不含有害的物质，对机床及砂轮无侵蚀作用，而且还具有化学性能稳定，不易变质等优点。

4.金属切削液选择方案

4.1根据工件材料选择

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，若果切削量较低，表面粗糙度要求较小时，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，切屑中常形成崩碎状切屑，容易随切屑到处流动，流入机床导轨之间造成部件损坏，可使用冷却和清洁性能好的低浓度乳化液。

4.2根据加工工件方法选择

较高切削速度的粗加工中（车削、铣削、钻削），要求且足额也具有良好的冷却性能，选用水基切削液以及低浓度乳化液。在一些精密高强度加工中（拉削、攻丝、齿轮加工），要求切削液具有优异的润滑性能，选用极压切削油和高浓度乳化液。

4.3根据刀具材料选择

工具钢刀具：此类刀具的耐热温度在200～300℃，耐热性能差，高温会失去硬度，因此要求采用冷却性能好的切削液，以低浓度乳化液为宜。

高速钢刀具：高速切削时，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。

硬质合金刀具：此类刀具熔点和硬度较高，化学和热稳定性好，切削和耐磨性能比高速钢刀具要好得多，可选用油基切削液。

5.金属切削液在轴承加工中的应用方法

5.1浇注法

将切削液以一定的压力和流量喷射在切削区，用低压泵把磨削液输送到冷却喷嘴，借助磨削本身的重力作用，浇注在砂轮和工件接触部位。

5.2喷雾冷却法

利用喷雾原理使切削液雾化，并随高速气流喷射到磨削区。

5.3砂轮的内冷却法

切削液从砂轮内孔或侧面进入到砂轮体内，依靠砂轮回转时的离心力作用，将磨削液通过砂轮内的气孔甩出，有效的使切削液进入磨削区域，实现冷却与润滑作用。

6.结束语

文章将金属切削液在轴承加工中的内容作为叙述的主要内容，希望相关人员能够重视金属切削液的选择和应用，通过这个不断提升轴承加工的效率。这样也可以在一定程度上保证轴承加工的质量，不断推动机械加工领域的现代化进程。

参考文献

[1]王卫东,李海清,杨泳烽.环保型切削液在轴承套圈磨削加工中的应用分析[J].轴承,2017(8):17-20.

[2]王宪武.精加工工件的防锈处理[J].金属加工(冷加工),2016(14):37-38.

[3]高丽,刘永姜,李志航等.基于油膜附水滴切削液的车削加工性能的优化[J].科学技术与工程,2016,16(35):167-170.