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切削工具与金属材料
金属加工油的优缺点
润滑脂的选用
油品粘度对照表
用油注意事项

 

切削工具与金属材料

  ¤ 切削工具
通常使用的切削工具包括高速钢、铸合金、碳化物、陶瓷和钻石。
1、高速钢
使用中速度切削操作其速度率为每分钟70公尺。高速钢是含有诸如钨及铬元素的铁合金,以便增加其硬度和抗热性。即使如此,它们的硬度和抗磨损之品质会因温度高过6000℃以上而降到令人不能接受。可使用水溶性切削油以保持其作业温度低于6000℃以下。
2、铸合金(铬钻钨)
这些合金是非铁元素,以钻为基础。当温度高过6000℃则比高速钢更硬、耐磨性更佳。此可用于高速切削,也可用于不易切削的合金及产生高温的切削作业。
铁合金对于温度剧变非常敏感,例如切削作业突然中断,他们较适合于连续切削操作,可使用水溶性切削油。
3、碳化物
广泛使用在金属加工工业,它们通常称为烧结碳化物或硬合金。它们是由钨、钛、铌、钽、之碳化物组成,烧结碳化物被使用是因为在高温10000℃时仍保有硬度及耐磨性。它们通常被用作嵌入或可替换的切削刀头,每一种刀头都有不同的形状及角度,随着不同的需要。它可以重新安装、储蓄。碳化物工具常与水溶性切削油共同使用,但必须小心选择正确,某些添加剂如活化碳会腐蚀覆盖钻的金属。
4、陶瓷/钻石
陶瓷切削工具主要成份为氧化铝,且在高温仍保有它们的硬度及耐磨性。但不适合连续切削或不适合震动负载及温度剧变。水溶性切削油不可以使用,可使用非水溶性切削油(油性切削油)或加工时完全不使用切削油。
最硬的切削工具是钻石,但是它也易碎,钻石能从事硅含量高的铝加工作业,这种合金因含有硬的硅粒子,可快速的磨损碳化物工具。钻石在高温下可被氧化,所以,对加工较难的合金不适用,因为它特别硬,所以常应用在研磨上,油性切削油或水溶性切削油或合成切削液都可被使用。


  ¤ 工件金属
1、铸铁
一般的灰铸铁以铁为主要成份外加一些散布的石墨。铸铁易于加工制造,而且不用切削油也可切削,但容易产生废品细屑及黑色尘粉。也可以采用特别设计出的水溶性切削油如合成切削液,其形成清晰溶液或乳化液,他们相当稳定,不会和铸铁粒子起作用。
2、球状铁(SG铁)
另一种不同形式的灰铸铁是球状铁或SG铁,常用来制成引擎块或其它零件,由成份较多之铁加上球状散布的石墨组成,与灰铸铁一样易于加工,比灰铸铁有较大的拉长强度及韧性。可以使用与灰铸铁类似的切削油。
3、钢
我们这里所谈到的钢包括一些常用的金属,但是不包括不锈钢。钢的机械加工性范围很大,所以,切削油也广泛的有选择性,且必需考虑到钢的特性,要使钢更硬,则应该加更多的碳,然而金属越硬,机械加工性越差,例如,碳含量从0.3%到0.6%一般使用水溶性切削油,再增加到此为止0.6%以上则需要使用具有极压添加剂之切削油。热处理及硬化加工也会影响到机械加工性,合金如镍和铬也被用来硬化钢用,它们也可使机械加工性减少。锡和硫也可能增加钢的机械加工性,产生所谓的易削钢。硫产生硫化锰料子,在剪力平面上打开了微小裂缝,在主变型区减少了剪切抗力。铅也具有相同的效果。使用在易加工钢通常是水溶性切削油或合成切削液。
4、不锈钢等
不锈钢、耐热合金及镍合金是钢中较特殊的,含有高含量镍、钻。它们硬且低热传导性。使得在碎屑中形成高温,及工具与碎屑交互面的温度也很高,工具磨损很快。
油性切削油是此类钢中主要用切削油,特别是含有高极压添加剂的切削油。有件事需注意的是某些切削油含有活性硫,能使高含量镍合金产生污点。
5、钛合金
钛及钛合金比不锈钢更不容易加工。具有非常低的热传导性,在碎屑及工具之交互面上温度很高,钛在压力下与切削工具有溶接起来的趋向,此腐蚀氧化使工具提早磨损。这些问题解决方法都是采用较低切削速度及采用高含量极压添加剂的切削油。
6、铝及合金
纯铝是很难加工的,因其常常粘在刀具上。工业上用铝一般均为铝合金。铝中含少量铜可大大增加机械加工性。油性切削油及水性切削油均可用来加工铝合合金。油性切削油应该选择低粘度且含水量有脂肪或氯添加剂,它们可以帮助渗透或减少碎屑与刀具的熔接。水溶性切削油应该选取择加有脂肪添加剂及其乳化液的PH值不应太高,因为PH值太高造成铝表面起污点。有些铝合金有高含量硅,即8 - 16%,加入如此含量的硅可降低熔点及粘度,使得压铸作业更加容易。但是由于合金本身软,加上硬硅粒子,会造成刀具快速磨损。现在己有一种极压水熔性切削油适用于硅含量高的铝合金切削作业,这种水熔炉性切削油含有较多的氯及脂肪添加剂
7、铜及合金
纯铜就像纯铝一样的粘,因此加工不易,纯铜也产生长且连续的碎屑,这种碎屑会干扰切削过程。这些问题可由加硫或铅来克服。
黄铜为锌及铜之合金,易于加工,产生不连续之碎屑,而且它的机械加工性会因铅的加入而增加。黄铜及铜可用水溶液性切削油来加工。有些切削油含有强碱,脂肪酸及硫,它们对铜有腐蚀作用。当非常注重表面光度时可选用特定无腐蚀之水溶液性切削油。低粘度油性切削油也可用在铜加工上,我们可以用含量较高的油性切削油。
8、镁及镁合金
镁及镁合金易于加工,而且容易产生加工碎屑,很重要的一件事是应避免切削时所产生的高温,因为高温使镁燃烧。




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