Skærevæske omtales også almindeligvis som "kølemiddel". I metalbearbejdningsprocessen har den udover funktionerne smøring, køling, spånfjernelse og rustforebyggelse også anti-skummende, miljøvenlige og antibakterielle funktioner. Valget af skærevæske er relateret til overfladekvaliteten og bearbejdningsnøjagtigheden af emnet, og er også tæt forbundet med det materiale, der behandles, bearbejdningsprocessen og værktøjsmaterialet.
1. Typiske materialer til CNC-værktøjer
(1) Høj-stål
Høj-hastighedsstål er et høj-legeret værktøjsstål med en stor mængde legeringselementer såsom wolfram (W), molybdæn (Mo), krom (Cr) og vanadium (V). Høj-hastighedsstål har høj hårdhed (62HRC ~ 67HRC) og varmebestandighed og kan stadig skære ved skæretemperaturer så høje som 500 grader ~650 grader; høj-stål har høj styrke (bøjningsstyrken er 2~3 gange større end almindelig hårdmetal og 5~6 gange keramik) og god sejhed og kan bruges i tilfælde med stød og vibrationer; den kan bruges til at behandle en lang række materialer såsom ikke-jernholdige metaller, konstruktionsstål, støbejern og højtemperaturlegeringer. Høj-stål har god fremstillingsevne og er let at slibe. Den er velegnet til fremstilling af forskellige typer værktøj, især til fremstilling af værktøj med komplekse former såsom bor, brocher, formværktøjer, gearværktøjer mv.
I henhold til skæreydelsen kan høj-stål opdeles i almindeligt-højhastighedsstål og høj-højtydende-stål; i henhold til fremstillingsprocessen kan den opdeles i smeltning af højhastighedsstål-og pulvermetallurgisk højhastighedsstål-.
(2) Hårdmetal
Hårdmetal er et pulvermetallurgisk produkt, der er sintret under høje temperaturforhold ved hjælp af høj-hårdhed, ildfaste metalcarbider (WC, TiC osv.) og metalbindemidler (Cr, Ni osv.). Hårdheden ved stuetemperatur af hårdmetal når 89HRA ~ 93HRA, og dens hårdhed er 77HRA ~ 85HRA ved 760 grader. Hårdmetal kan også bruges til skæring ved 800 grader ~ 1000 grader. Værktøjets levetid er adskillige til snesevis af gange længere end for højhastighedsstålværktøjer. Det kan behandle en række forskellige materialer, herunder hærdet stål. Men styrken og sejheden af hårdmetal er ringere end højhastighedsstål. Dens slagfasthed ved stuetemperatur er kun 18 til 130 grader af højhastighedsstål. Derfor har hårdmetal dårlig evne til at modstå skærende vibrationer og stød. Tabel 1 viser flere typer af hårdmetal.
(3) Keramiske værktøjer
Keramiske værktøjer har høj hårdhed, slidstyrke og gode-mekaniske egenskaber ved høje temperaturer. De har lav affinitet med metaller, er ikke nemme at binde til metaller og har god kemisk stabilitet. Keramiske værktøjer bruges hovedsageligt til skæring af stål, støbejern og dets legeringer og vanskelige-at-materialer. De kan bruges til ultra-skæring med-høj hastighed, høj-skæring og skæring i hårde materialer.
(4) Superhårde værktøjer
Superhårde materialer refererer til kunstig diamant og kubisk bornitrid (CBN), såvel som polykrystallinsk diamant (PCD) og polykrystallinsk kubisk bornitrid (PCBN) sintret med disse pulvere og bindemidler.
Superhårde materialer har fremragende slidstyrke og bruges hovedsageligt til skæring med høj-hastighed og bearbejdning af svært-at-materialer.
Almindelige typer skærevæsker
For at opfylde forskellige forarbejdningskrav findes der mange typer skærevæsker. I henhold til deres kemiske sammensætning og tilstand kan de opdeles i to kategorier: vand-baserede skærevæsker og olie-baserede skærevæsker. Skærevæsker, der generelt fortyndes med vand, kaldes vand-baserede skærevæsker, og skærevæsker, der ikke skal fortyndes med vand, kaldes oliebaserede-skærevæsker. Vand-baserede skærevæsker bruges hovedsageligt til afkøling og har dårlig smøreevne. Almindeligt brugte vand-baserede skærevæsker omfatter: rust-bestandige emulsioner, rust-sikre smøremiddelemulsioner, ekstremtryksemulsioner, mikroemulsioner osv.; Olie-baserede skærevæsker bruges hovedsageligt til smøring og har dårlige køle- og renseeffekter. Almindeligvis brugte oliebaserede-skærevæsker omfatter: ren mineralolie, fed olie (eller olieholdige tilsætningsstoffer) + mineralolie, inaktiv ekstremtrykskæreolie, aktiv ekstremtrykskæreolie osv. Sammensætningen og anvendelsesegenskaberne for flere større skærevæsker er vist i tabel 2.
Rimeligt udvalg af skærevæsker
(1) Høj-stålværktøj
Dette materiale er et-legeret stål af høj kvalitet baseret på krom, nikkel, wolfram, molybdæn, vanadium (nogle indeholder også aluminium). Deres varmebestandighed er betydeligt højere end værktøjsstål, og den maksimalt tilladte temperatur kan nå 600 grader. Sammenlignet med andre høj-temperaturbestandige metal- og keramiske materialer har høj-stål en række fordele, især det har højere sejhed, velegnet til emner med komplekse geometriske former og kontinuerlig skærebearbejdning, og høj-stål har god bearbejdelighed og er let acceptabel i pris.
På grund af den dårlige røde hårdhed af-stålværktøjer med høj hastighed, er der behov for skærevæske under brug. Ved skæring ved lav og mellem hastighed anbefales det at bruge olie-baseret skærevæske eller emulsion. Ved skæring ved høje hastigheder er det på grund af den høje varmeudvikling hensigtsmæssigt at bruge vand-baseret skærevæske. Hvis der bruges olie-baseret skærevæske, vil der blive dannet mere olietåge, hvilket forurener miljøet, og det er nemt at forårsage forbrændinger af emnet, reducere forarbejdningskvaliteten og øge værktøjsslid. Derudover anbefales det at bruge vandig opløsning med ekstremt tryk eller ekstremtryksemulsion til grov bearbejdning, og ekstremtryksemulsion eller skæreolie til ekstremt tryk til finbearbejdning for at reducere friktion, forbedre overfladekvalitet og præcision og forlænge værktøjets levetid.
(2) Hårdmetalværktøj
Hårdmetal er sammensat af wolframcarbid (WC), titaniumcarbid (TiC), tantalcarbid (TaC) og 5% til 10% kobolt. Dens hårdhed er meget højere end for høj-stål. Den maksimalt tilladte driftstemperatur kan nå 1000 grader. Det har fremragende slidstyrke og kan reducere vedhæftningen mellem spåner ved bearbejdning af stålmaterialer.
På grund af den gode røde hårdhed af hårdmetalværktøjer, ved bearbejdning af generelle materialer, anvendes tørskæring generelt uden tilsætning af skærevæske. Men under tørskæring er temperaturstigningen af emnet høj, hvilket gør emnet tilbøjeligt til termisk deformation og påvirker emnets bearbejdningsnøjagtighed. Når der skæres uden smøremiddel, er skæremodstanden desuden stor, hvilket øger strømforbruget og accelererer sliddet på værktøjet. Hårdmetalværktøjer er dyre, så ud fra et økonomisk synspunkt er tørskæring ikke omkostningseffektivt-.
Når du vælger skærevæske, skal hårdmetalets følsomhed over for pludselig varme tages i betragtning, og værktøjet skal opvarmes jævnt så meget som muligt, ellers vil det forårsage flisdannelse. Generelt har olie-baserede skærevæsker dårlig termisk ledningsevne og er mindre tilbøjelige til at forårsage pludselig afkøling af værktøjet end vand-baserede skærevæsker. Derfor anvendes generelt-oliebaserede skærevæsker, der indeholder anti-slid-additiver. Ved brug af skærevæsker til skæring er det vigtigt at afkøle værktøjet jævnt. Det er bedst at for-afkøle værktøjet, før du begynder at skære. Til skæring med høj{10}}hastighed skal der bruges en stor strøm af skærevæske til at sprøjte skæreområdet for at undgå ujævn opvarmning af værktøjet og afskalning af klingen. Dette kan også reducere olierøgsforurening forårsaget af fordampning på grund af for høj temperatur.
(3) Keramiske skæreværktøjer
Dette materiale er lavet af aluminiumoxid, metal og karbid sintret ved høje temperaturer. Dens slidstyrke ved høje-temperaturer er bedre end hårdmetal, så tørskæring bruges generelt. I betragtning af ensartet afkøling og undgåelse af for høje temperaturer, bruges vand-baserede skærevæsker også ofte, men det er bedst at hælde kontinuerligt og fuldt ud uden afbrydelser.
(4) Diamantskæreværktøj
Den har ekstrem høj hårdhed og bruges generelt til tørskæring. For at undgå for høje temperaturer, såsom keramiske materialer, bruges vand-baserede skærevæsker i mange tilfælde.
Konklusion
Rimelig udvælgelse af skærevæske i henhold til forskellige værktøjsmaterialer kan ikke kun forbedre overfladekvaliteten og bearbejdningsnøjagtigheden af emnet, men også reducere den termiske deformation af emnet og sliddet på værktøjet, forbedre værktøjets holdbarhed, reducere produktionsomkostningerne og forbedre produktionseffektiviteten. Derfor skal man være opmærksom på det i produktionen.
