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切削油添加剂的说明与应用

  油性添加剂和极压添加剂
 
  油性添加剂主要应用于低压低温边界润滑状态,它在金属切削过程中主要起渗透和润滑作用,降低油与金属的界面张力,使切削油很快渗透到切削区,在一定的切削温度作用下进一步形成物理吸附膜,减小前刀面与切屑、后刀面与工件之间的摩擦。
 
  在极压润滑状态下,切削油中必须添加极压添加剂来维持润滑膜强度。常用的极压添加剂是含硫、磷、氯、碘等的有机化合物,这些化合物在高温下与金属表面起化学反应,生成化学吸附膜,它比物理吸附膜的熔点高得多,可防止极压润滑状态下金属摩擦界面直接接触,减小摩擦,保持润滑作用。常用极压添加剂如下:
 
  (1)硫化极压添加剂:在切削油中引入硫元素有两种方式,一是用元素硫直接硫化的矿物油,叫硫化切削油;二是在矿物油中加入含硫的添加剂,如硫化猪油、硫化烯烃和硫化脂肪酸酯等,制成极压切削油。硫化切削油对铜及铜合金有腐蚀作用,加工时气味大,已逐渐被极压切削油所代替。含硫的极压切削油在金属切削过程中和金属起化学反应,生成硫化铁。硫化铁没有像氯化铁那样的层状结构,比氯化铁摩擦系数大,但熔点高(硫化铁熔点1193℃,二硫化铁熔点117l℃),硫化膜在高温下不易破坏,故切削钢件时,能在1000℃左右的高温下,仍保持其润滑性能。
 
  (2)氯化极压添加剂:常用的含氯极压添加剂有氯化石蜡(氯含量为40%~50%)、氯化脂肪酸或酯类等。氯的化学性能活泼,在200~300℃时即能与金属表面起化学反应。氯化物的摩擦系数低于硫化物,故含氯极压添加剂具有优良的润滑性能,含氯极压添加剂的切削油约可耐600℃的高温,特别适合于切削合金钢、高强度钢、钼以及其他难切削材料。氯化石蜡等有腐蚀性,必须与油溶性防锈添加剂一起使用。有的资料认为含氯添加剂的重点应放在四氯化碳这一类高挥发性的添加剂,因为它能渗入切屑、工件与刀具界面间的微裂缝中,同时又能防止冷焊磨损的发生。但因四氯化碳会挥发出有害气体,所以国内很少采用。
 
  (3)磷化极压添加剂:在切削油中,常用的含磷添加剂是有机磷酸酯或硫代磷酸锌。这类添加剂有中等的极压性能,与钢铁接触即被吸附,并起化学反应,生成磷酸铁化学润滑膜,降低摩擦、减小磨损的效果比含硫、含氯的极压添加剂更为良好。
 
  为了得到效果较好的切削油,往往在一种切削油中加入上述的两种或三种添加剂,复合使用,以便切削油迅速进入高温切削区,形成牢固的化学润滑膜。
 
  防锈添加剂
 
  (1)水溶性防锈添加剂:水溶性防锈添加剂的品种很多,其中以亚硝酸钠在乳化液和水溶液中的应用较为广泛。亚硝酸钠基本上没有润滑性能,在碱性介质中对钢铁有防锈作用,用量一般控制在0.25%左右,浓度再高则对操作者皮肤有害。亚硝酸钠的防锈作用,对有色金属(如铜、铝及其合金等)无效,甚至起腐蚀作用。加工铜的乳化液或水溶液,宜用苯骈三氮唑为防锈添加剂,加入0.01%~0.1%即见效果。应当注意,水溶性防锈添加剂用于乳化液时,用量不宜过大,因为它们大多是电解质,用量过大会破坏乳化液,致使油水分离。
 
  (2)油溶性防锈添加剂:油溶性防锈添加剂主要应用于防锈乳化液,也有用于切削油的。在使用过程中,常常将各种具有不同特点的防锈剂复合使用,以达到综合防锈的良好效果。如添加氧化石油酯及其皂类,能提高耐大气腐蚀性能;添加胺类,能提高油脂的抗氧化性,中和酸性物质,添加羊毛脂及其皂类,能提高吸附性。
 
  防霉添加剂
 
  切削油长期使用以后,容易变质发臭,这是由于细菌繁殖的结果。只要加入万分之几的防霉添加剂,即可起到杀菌和抑制细菌繁殖的效果。但防霉添加剂会引起操作者皮肤起红斑、发痒等,所以一般不用。
 
  抗泡沫添加剂
 
  切削油中一般都加入防锈添加剂等表面活性剂,这些物质增加了混入空气而形成泡沫的可能性。如果泡沫过多,会降低切削油的效果。若加入百万分之几的抗泡沫添加剂(如二甲基硅油),可以有效地防止形成泡沫。在高速强力磨削时,由于会产生比较多的泡沫,所以必须在磨削液中添加适量的抗泡沫剂,并作消泡试验。
 
  
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