依刀具材料合理選用切削液

切削加工中由于工件材料、刀具材料、加工性質、加工內容和工藝要求等不同，所以對切削液的冷卻、潤滑、清洗性能的要求也各有側重。本文筆者根據不同的刀具材料來分析如何選用切削液。

目前機加工中常用的刀具材料有:工具鋼(碳素工具鋼、合金工具鋼)、高速鋼、硬質合金、陶瓷及金剛石。

工具鋼刀具:其耐熱溫度約在200℃～300℃之間，在高溫下會失去硬度，所以只適用于一般材料的切削。由于這種刀具耐熱性能差，加工中要求切削液的冷卻效果要好，一般應采用乳化液。

高速鋼刀具:高速鋼是以鉻、鎳、鎢、鉬、釩(有的還含有鋁)為基礎的高級合金鋼。它們的耐熱性明顯地比工具鋼高，一般高出1～2倍，允許的最高溫度可達500℃～650℃。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，抗沖擊和振動的能力強。高速鋼有良好的可加工性且價格適中易被接受，適合制造幾何形狀復雜的刀具。

使用高速鋼刀具進行低速和中速切削時，宜采用油基切削液或乳化液。而在高速切削時，由于發熱量大，以采用水基切削液為宜，要注意的是，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，使加工質量下降，刀具磨損增大。

硬質合金刀具:硬質合金是由碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭和5%～10%的鈷的粉末經壓制燒結而成。它的硬度大大超過高速鋼，具有優良的耐磨性能，尤其是它的耐熱性好，最高允許工作溫度可達800℃～1000℃，能采用比高速鋼高出幾倍甚至幾十倍的切削速度。但是由于硬質合金硬而脆，抗熱振的能力較差，在突然升溫或降溫時刀片本身極易出現龜裂現象，所以在加工一般材料時，經常采用干切削。但在干切削時，工件溫升較高，易產生熱變形，影響工件加工精度，而且在無切削液的情況下進行切削加工，切削阻力大，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。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。由于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或極壓乳化液。另外，在使用切削液時，要注意盡可能保持切削液的流量充足、均勻，不可忽多忽少，忽斷忽續，從而避免因切削溫度忽高忽低，造成刀具受熱不均勻而產生崩刃。

陶瓷刀具:陶瓷材料是用氧化鋁、金屬和碳化物微分在高溫下燒結而成。這種材料的高溫耐磨性比硬質合金還要好，一般采用干切削。但為了避免溫度過高，也常使用水基切削液。

金剛石刀具:人造金剛石是在高溫、高壓和其它條件的搭配下由石墨轉化而成。金剛石刀具有極高的硬度，一般使用干切削，但為避免溫度過高，也需要像陶瓷材料一樣，在許多情況下采用水基切削液。

以上分析了如何根據刀具材料選用切削液，在實際生產過程中還應根據加工性質、加工材料等多種因素來選用切削液。如:粗加工時，由于加工余量和切削用量較大，會產生大量的切削熱，因而使刀具磨損加快，使用切削液的目的是降低切削溫度，這時應選用以冷卻為主的乳化液;精加工時，主要為了延長刀具使用壽命，保證工件的尺寸精度和表面質量，最好選用極壓切削油或高濃度的極壓乳化液;鉆削、鉸削和深孔加工時，刀具處于半封閉狀態下工作，排屑困難，切削熱不能及時傳散，容易使刀刃燒傷并嚴重破壞工件表面質量，應選用粘度較小的乳化液和極壓切削油，并應加大壓力和流量，一方面進行冷卻、潤滑，另一方面將切屑沖刷出來;鋼件粗加工一般用乳化液，精加工一般用極壓切削油;切削鑄鐵、銅及鋁等脆性材料時，由于切屑碎末會堵塞冷卻系統，容易使機床磨損，一般不加切削液，但精加工時為了得到較高的表面質量，可采用粘度較小的煤油或7%～10%乳化液;切削有色金屬和銅合金時，不宜采用含硫的切削液，以免腐蝕工件;切削鎂合金時，不能用切削液，以免燃燒起火。必要時，可使用壓縮空氣。

要想用好切削液，使其在切削加工中真正地發揮作用，還需要我們在實踐中不斷地探索。鄭重提醒大家:使用切削液時還應注意對切削液的管理，盡量減少對環境的污染。

(作者單位:山東省濟寧技術學院)