边际润滑
在边际润滑中,将极性物质加入矿物油中,会在工件面和刀具面形成有化学键结的有机薄膜。这种薄膜会黏附在金属表面,因此耐磨性比单纯以油分子隔离
工件及刀具的效果更好。
脂类物质早已用为矿物油添加剂,用来制成可产生合适有机薄膜的润滑油,脂类对改进切削有极显著的效果,这有助于刀具寿命的延长。常用的脂类添加剂有油酸脂、硬脂酸脂、菜籽油和它们的衍生物,目前亦有为数众多的合成脂类被使用。天然脂类、脂酸类和它们的衍生物能与金属表面形成单一分子薄膜,这种碳氢键薄膜会形成金属外表皮,这种膜是由金属与脂类反应所产生,称为「肥皂金属」。
脂类添加剂会产生有机膜,它可以避免金属的直接接触,直到温度升高至薄膜的熔点之前都有保护效果。其温度约在100℃~200℃,例如在易削钢和铜合金等原料的低负荷加工时就会达到此温度。使用在更高压、高温度的加工时,则需加入极压添加剂。
在显微镜下会发现乳化液并不是溶解液,而是油滴悬浮或分散在水中。每一个油分子表面有一层负电荷,可以防止油滴合并,这种功效维持了水性切削油的安定性。
负电荷的形成,以肥皂水为例,肥皂分子是由斥水性碳氢化合物,键结一个亲水性负极,使肥皂分子外形像蝌蚪。斥水性正极(尾部)深入油滴中,亲水性负极(头部)存在于油/水交界面,因为同性电荷相斥,油滴虽然在溶液中游走,但不会接触,因此形成乳化液的安定性乳化液依悬浮油滴大小来加以区分,如果油少、乳化剂多,则油滴较小;如果油多、乳化剂少,则油滴较大。
切削油的正确选择:
1、根据工件方法选择:在一些精密的高强度加工中(例如:拉削、攻丝、深孔、钻削、齿轮加工),此时需要切削液、切削油具有优异的润滑性能,可选用极压切削油和高浓度切削液。
2、难加工和易加工区分的考虑:对于难加工的材料应选用:活性高、含抗磨、极压硫化添加剂的切削液和切削油;对于容易加工的材料则选用不含极压硫化添加剂的切削液和切削油。分析是否低油雾?是否有积削瘤?是否经常断刀?是否耐高温?等等来调整添加剂配方。
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