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微乳化液的原理與應(yīng)用

在金屬切削加工過程中刀具與工件之間的關(guān)系十分復(fù)雜，因不同的切削過程也存在著很大差異，但其潤滑過程中的特征基本相似。在金屬切削過程中主要存在著三種變形區(qū)：第Ⅰ變形區(qū)，被切削金屬層在刀具的作用下發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生剪切滑移。第Ⅱ變形區(qū)，切屑沿前刀面排出時，進(jìn)一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化。第Ⅲ變形區(qū)，已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、摩擦和回彈，造成纖維化加工硬化。

從這三個變形區(qū)來看切削液幾乎不可能進(jìn)入第Ⅰ變形區(qū)，有可能進(jìn)入的是第Ⅱ、第Ⅲ變形區(qū)。切削液通過切屑與前刀面之間，及切削刃與工件表面之間存在的微小間隙滲透到變形區(qū)，在刀具與切屑、刀具與工件的表面上形成吸附薄膜，呈邊界潤滑狀態(tài)，它減小了前刀面與切屑、后刀面與已加工表面之間的摩擦和變形，起到了潤滑、冷卻的作用。因此，切削液的選用是極其重要的，其潤滑性、冷卻性及清洗性是機(jī)械加工中要求具備的基本性能。

根據(jù)加工的不同，選用的切削液的性能也有其側(cè)重點(diǎn)，如在用絲錐攻螺紋時，一般情況下側(cè)重于切削液的潤滑性能；但在加工盲孔螺紋時，切削液的清洗性及加工后清除的難易程度則又極其重要；而在磨削加工過程中，則側(cè)重于切削液的冷卻及清洗性能等。因此，在選用切削液時必須慎重，要根據(jù)不同的加工方法、零件材質(zhì)等方面來全面考慮。而微乳化液在潤滑、冷卻及清洗等各方面綜合的優(yōu)良性能，為我們選用切削液時節(jié)約了很多挑選的時間。

通常，攻螺紋時使用的是一種純油性、糊狀的切削液，即白厚漆+適量的機(jī)油或煤油制成的切削液，俗稱“鉛油”，攻螺紋時需要不斷的將鉛油涂抹到刀具(絲錐)上。由于鉛油的形態(tài)，決定了鉛油的冷卻、清洗能力嚴(yán)重不足。在實(shí)踐中我們知道，用鉛油作切削液，盡管攻螺紋質(zhì)量能滿足設(shè)計(jì)要求，但生產(chǎn)效率低，切屑清除困難，而且鉛油容易粘附在螺紋表面，清洗十分困難，對加工大型零件上的螺紋盲孔，困難尤其嚴(yán)重。

為解決這一難題，用水溶性切削液代替鉛油，是考慮的一個辦法。合成切削液雖然有良好的冷卻、清洗功能，但潤滑性能差，導(dǎo)致攻螺紋質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)要求，并且刀具壽命也較低。鉛油或合成切削液兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，攻螺紋時用這兩種切削液，很難將它們的優(yōu)點(diǎn)統(tǒng)一起來。

用微乳化液作為攻螺紋的切削液，在加工效率、清洗性能等方面，比用鉛油作為切削液時的性能有明顯的改善，在大批量加工螺紋孔，特別是盲孔螺紋時，用微乳化液作為切削液，應(yīng)該得到大力推廣應(yīng)用。

司磨削使用的切削液，一直沿用的是乳化油+水稀釋后形成的乳化液。該切削液從熱力學(xué)觀點(diǎn)看屬于不穩(wěn)定體系，易腐敗生菌，使用期短，同時對水的要求較高，遇硬水或水中電解質(zhì)含量過多時，乳化液穩(wěn)定性會降低，甚至破乳影響使用。微乳化液從熱力學(xué)觀點(diǎn)看屬于穩(wěn)定體系，不怕硬水，稀釋水可含有較多電解質(zhì)，不易生菌，使用期長。

微乳化液其潤滑、冷卻、防銹及沖洗性能均達(dá)到要求，特別是在加工中心、數(shù)控車床等機(jī)床上微乳化液的應(yīng)用已經(jīng)取得了很好的效果。

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