最小量冷卻潤滑技術延長刀具壽命

　　在金屬切（qiē）削和金屬（shǔ）加工企業中，使（shǐ）用冷卻液是一件非常普遍的（de）事。但它也給工業企業帶來了一（yī）定的問題，如機床冷卻潤滑設備的（de）費用可（kě）達機床采（cǎi）購投（tóu）資的（de）百分之幾；增加了企（qǐ）業要上繳的環境（jìng）保護稅、工業汙染物和（hé）排汙費用。這些都（dōu）提高了機床設備的附加成本。如果冷卻液處（chù）理的不當，還會增加環境汙染，損害人身（shēn）健康。因（yīn）此，近幾年來，希望使用幹式冷卻潤滑的呼聲和願望越（yuè）來（lái）越強烈。但是至今為止（zhǐ），各種（zhǒng）各樣的幹式冷卻潤滑技術都不能在（zài）提（tí）高切削加工表麵質量的同時提高刀具的使用壽命。而替代幹式冷（lěng）卻潤滑的最佳解決方案（àn）是最小（xiǎo）量冷卻潤（rùn）滑（huá），簡稱MMKS。

　　空氣/油溶合冷卻

　　這種利用空氣和潤滑（huá）油噴射到冷卻作用點（diǎn）的工（gōng）藝在眾多的冷卻潤滑方法中是非常可靠和具有說服力的。在鋁合金、有（yǒu）色金屬合金、低合金滲碳鋼和工具鋼的銑削和車削加（jiā）工中這一技術得到了（le）成功的應用。冷卻液生（shēng）產廠Oelheld公司參與了大量的研究和項目開發，以便挖掘MMKS最小量（liàng）冷卻潤滑更大的應用領域。

　　他們參加的研發項目，其中一個是用（yòng）最（zuì）小冷卻技術替代大量冷卻的不鏽鋼鑽削技術項目，而不鏽鋼是一種非常難以切削（xuē）的金屬材料。對於這種高合金的X90CrMoV18不（bú）鏽鋼材料（含鉻18%，鉬1.3%，釩0.12%），最小量冷卻（què）潤滑（huá）技術的使用的確是一個要求很高（gāo）的攻關（guān）項目。這種高合（hé）金鋼有著很好的耐腐蝕性能，適合製作高耐磨性零件，如滾（gǔn）動軸承或者製作外科手（shǒu）術器械的材料。在加工這種金屬材料時，鑽削加工產生的（de）,傳導到孔口銳角處（chù）的熱量是必須（xū）解（jiě）決的一個難題。冷卻不足會使鑽削刀具很快的磨損，鑽頭切削刃產生塑性（xìng）變形最終將（jiāng）會（huì）使其失去切削能力。通常情況下，最小量冷卻潤滑（huá）係統的冷卻潤滑材料是以礦物油、潤滑酯和合成（chéng）油為基本材料製成的。而這種基礎材料製造的最小量冷卻潤滑材料在最小量冷卻潤滑中的效果卻不明顯，即使使用不同的（de）添加劑也達（dá）不到大流量冷卻潤滑時刀具的耐用度。

　　在加工（gōng）這種材（cái）料時，由於冷（lěng）卻（què）潤（rùn）滑量的不足還加重了集屑瘤的形（xíng）生，而且由於切屑（xiè）的溫度較高和變形較大使得斷（duàn）屑性（xìng）能變差。因此，有（yǒu）必要對所使用的鑽頭在其幾何（hé）形（xíng）狀、尺寸、基材和表麵塗層材料等（děng）方麵進（jìn）行優化改進。鑽頭刀具耐（nài）用度的最佳效果是（shì）通過使用TiAlN/MoS2塗層材料，結合微觀幾（jǐ）何尺寸改進的微晶硬質合金鑽頭來實現的（de）。

　　優化的積木式潤滑係統

　　為了找到最合適的（de）最小（xiǎo）量冷卻潤滑材料，Oelheld公司的研究人員采用了（le）可靠的（de）積木式產品（pǐn）研發係統。也就是（shì），首先通過活性添加劑進行（háng）優化。為此，研發工程師們按照5種基本活性添加劑組別展開了工作：

　　磨損防護添加（jiā）劑（AW）：通過與抗變形的金屬表麵塗層材料反應而避免刀具的磨損。

　　耐高壓添（tiān）加劑材料（EP）：在高壓和高溫下降低刀具和被（bèi）切削金屬表麵（miàn）之間的微觀磨損。

　　降低（dī）摩擦係數的（de）添加劑（FM）：降低金屬相互接（jiē）觸表麵的（de）摩（mó）擦係數（shù），減少熱負荷。

　　氧化抑製劑：阻止（zhǐ）冷卻潤滑液因（yīn）為氧化而固化和去氧極化形成酸性物質。

　　防腐劑：通過在金屬表麵形成的保（bǎo）護膜防止酸和氧的侵入（rù），形（xíng）成防（fáng）水層或者在水溶性的冷卻潤滑係統中構成基本的酸堿度PH值（zhí）。

　　最後，研發工程師們選擇了水溶性的有機鹽為基（jī）礎（chǔ）。其較高的含水量是非常重要的，已經進行的（de）一係列實驗證明：水中的添加劑使用量越少，對刀具的耐磨性能就越（yuè）有利。此時，可（kě）以說是真正（zhèng）有了（le）適用（yòng）於不鏽鋼材料的最小量（liàng）冷卻潤滑。在冷卻（què）液中水分蒸發之（zhī）後，保留在刀具表麵的是附著力很（hěn）強的、有利於降低摩（mó）擦的鹽性薄膜。

　　Oelheld公司（sī）的研發人員還（hái）對這種有機鹽溶液的性（xìng）能進行了進一步的改進。首先是加入了AW抗磨損防護劑，而後又加入了EP耐高（gāo）壓添加劑（jì）。至此，與大流量冷卻潤滑時不（bú）鏽鋼鑽頭的耐用度相比較（jiào），最小量冷卻潤（rùn）滑時的刀具壽命（mìng）提高了60％。

　　提高刀（dāo）具使用壽命的最佳冷卻潤滑，在加工高合金鋼時也可以采用最小量冷卻潤滑