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固体润滑剂在切削加工润滑中的应用
作者:管理员    发布于:2015-08-10 14:13:58    文字:【】【】【

 早在19世纪,固体润滑剂就应用于低速运转的机器上,由于摩擦性能优良承载能力和耐磨性较高良好的宽温特性和时效性等特点,可以应用在不能使用润滑油脂的环境恶劣及需维护的场合下。由于固体润滑剂的优良特性,切削加工中也广泛应用固体润滑剂来改善摩擦的润滑情况。对切削加工进行润滑的方法主要有,采用具有润滑功能的切削液②在刀具面进行润滑涂层,使用自润滑刀具。在切削液,固体润滑剂只是以添加剂的形式起辅助作用,来提高切削液的性能;而在后两种润滑方法中固体润滑剂是其发挥润滑作用。固体润滑剂的种类很多,有晶体为层状结构磷等。这些固体润滑剂中仅适用于大的润滑中,如石墨刚等;有适于真空润滑的,如MxS2,WSPli如果硬金属在软金属面滑移,在负荷的作用下,硬金属压入软金属中,使真实接触面积增加,摩擦力也随之增大,将发生犁沟现象。

  如果硬金属在硬金属面滑移,尽管硬金属间的接触面积不会增加,但是硬金属的屈服强度大,摩擦力也将增大,由于摩擦面的升温,容易发生咬合现象。这两种情况的摩擦系数都较大。

  如果在硬金属基材面涂敷层剪切强度很小切强度降低的很多,摩擦力和摩擦系数也都有较大的降低。如:所以这就起到固体润滑的作用。但是,如果这层薄膜涂敷在软金属面,仍将发生的现象,薄膜则不能起到润滑作用。

  因此,在硬金属之间的摩擦面粘着层剪切强度很小的薄膜能够起到减摩的润滑作用。如果这层薄脱山固体润滑剂来填充。则可称该物质为固体润滑剂。而这层极薄的膜称为固体润滑膜。

  固体润滑剂在切削液中的应用切磨削加工通常使用液体润滑,以润滑油乳化液和水基介成切削液为基础添加各种添加剂,以解决切削加工中的润滑冷却问题。在流体润滑状态下,降低润滑油粘度就可以降低摩擦能量损失,但在边界润滑条件下,降低摩擦最有效途径是选择恰当的润滑油、添加剂、极压抗磨剂和摩擦改进剂。摩擦改进剂有两大类类是化学摩擦改进剂,其中大部分是极性的或含活性元素硫、磷和氯改进剂,这类添加剂主要是非油活性的悬浮在油中巧抑粉末和聚氰胺氰尿酸络合物,等是其中最常用的固体润滑剂添加在生产实践中,人们也逐渐发现固体润滑剂在切削加工中所起的作用有时比常规液体润滑还要好。通常,加入切削液的固体润滑剂有石墨和红丹粉中等。尤其在油基或水基切削液中添加了硫化钼后,效果更为显著。切削刃性材料时,可用含胶体石墨或切削油;切削脱性材料时。可叫含胶体石墨的乳化;比如:石墨或硫化钼磺酸钠,其余为润滑油组成的乳化油另加少许的钝化剂,用水将浓度稀释在一下,可用于超硬金属的切削加工,而且该液在各种金属切削加工中均有较好的效果。

  在润滑油中加入铅皂胶体石墨或硫化钼等组成的膏状物,可用于有跳动或弹性振动的切削状况,也可用于切削速度较低的加工。使用时,可直接涂抹在刀具上,也可配成乳化液使用。

  硫化钼只要在金属面形成厚的润滑膜6就有很高的粘着力和承裁能力。如将它与硬脂酸石腊混合制成油膏,涂于刀具面,就可以大大提高刀具的使用寿命。如在材料上攻丝,在无固体润滑时个丝锥仅能攻200个螺纹,而经添加硫化钼的油膏润滑后的丝锥可加工个螺纹孔,在磨削加工中,将磨料与固体润滑剂混合使用,般都能减小摩擦系数和摩擦热,提高磨削速度。

  研究发现。用砂轮对钢铁材料磨削,砂轮的磨损力减小。如用芳族聚酯0508作粘结剂制造人造金刚石磨具,添加硫化鸽或氟化石墨,则进刀量和进刀速度都能增大。

  在下列情况下,可以用润滑代持液体润滑,不能使用润滑油脂的场合在特殊工况下,润滑油脂的性能无法适应时,可使用固体润滑剂进行润滑。在金属切磨加工和压力加工中无法使用液体润滑的场合,也可以使用固体润滑剂进行润滑。

  为防止润滑油脂被污染的环境场合在润滑油脂易被其它液体如水海水等污染或冲走的场合,在潮湿的环境场合,在含有泥砂尘土等杂质的环境场合中,无法使用液体润滑,可以使用固体润滑剂,涂层刀具中的应用对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之,近十年来,刀具涂层技术取得了飞速发展,涂层工艺越来越成熟。在硬质合金和陶瓷刀片总产试中。

 1992年有人首次提出在刀具面沉积软固体润滑膜的方法提高刀具寿命和生产率。由于涂层材料的形成自由能低化学性能稳定与工件材料的化学亲和力小,因此可在刀屑刀工界面之间有效地起到抗粘结的作用。在切削区高温条件下,刀顶等涂层材料还可以被氧化生成些较软的膜。以上也具有相当的流动性,可起到极压润滑作用。从摩学观点来看,这两方面都使涂层材料起到了很好的固体润滑剂的作用,不仅使刀具抗粘结磨损的能力增强,对降低切削力切削温度和提高加工质量均有好处。

  另外,粒子束混合和粒子束辅助沉积等技术也己用于陶瓷的固体润滑研究。其中,10技术以载能离子束对膜层原子进行直接轰击,而使膜层与底材之间的原子混合,使膜基界面拓宽,结合强度明显增大,而且轰击引起的界面化学反应还可以使膜基结合强度进步提高。研究明,利用碰技术改性的多层膜可以明显的改善,特别是其高温摩擦学性能,在800度高温下的摩擦系数在固体润滑剂自润滑刀具中的应用,自润滑刀具是指刀具材料本身具有减摩抗磨润滑功能。可在无外加润滑液或润滑剂的条件下实现自润滑切削加工。由于自润滑刀具的应用可减小摩擦与磨损,省去冷却润滑系统,减少设备投资,避免切削液造成的环境污染,实现清洁化生产,降低卞产成本,因此自润滑刀具是种高效洁净的绿色刀具,在现代切削加工中具有广阔的应用前景。

  添加固态润滑剂会对刀具材料性能产生两方面润滑膜从而改善摩擦界面的接触状态,减小摩擦磨损,方面。固态润滑剂在刀具村料的弥散可能导致材料机械性能下降。因此,为了既保证固态润滑别的足够含量以形成连续润滑脱,从而实现剂不致明显下降,就必须在其物理机械性能与自润滑性能之间迸行合理的综合平衡。润滑刀具材料内部含有固态润滑剂,因而刀具在整个生命周期内始终具有自润滑功能,且刀具材料在很宽的温度范围内低速到高速切削均具有自润滑能力。

结语.切削液润滑是切削加工中最传统,也是生产实际中应用最广泛的润滑方法,但是切削液仅在切削温度较低的范围内才有效。固体润滑剂在切削液中度适应性能,改善了加工面质量,使切削液在苛刻加工条件下的性能大大提高。将固体润滑剂应用到涂层刀几中制备出具有润滑功能的涂以刀几可以改善刀具的摩擦性能,比单独使用硬涂层的刀具具有更高的使用寿命和较低的摩擦系数。对刀具面进行涂覆润滑涂层是种很仃前途的润滑方式之,目前国内外发展都很快,但是涂层刀具中的润滑涂层在切削过程中难以补充,旦润滑涂层磨损或脱落便会发生润滑失效。因此,从目前的情况来,切削加工中最有前途的润滑技术可能是润滑刀具,具有优异的减摩和抗磨作用,并可节省冷却润滑系统减小设备投资降低加工成本减小资源消耗和防止切削液对环境的污染,可在高速切削干切削硬切削和难加工材料的加工等方面有广阔的应用前景。

脚注信息
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