Течността за рязане също обикновено се нарича "охлаждаща течност". В процеса на обработка на метала, в допълнение към функциите на смазване, охлаждане, отстраняване на стружки и предотвратяване на ръжда, той също има анти{1}}пенообразуващи, екологични и антибактериални функции. Изборът на флуид за рязане е свързан с качеството на повърхността и точността на обработка на детайла, а също така е тясно свързан с материала, който се обработва, процеса на обработка и материала на инструмента.
1. Типични материали за CNC инструменти
(1) Бързорежеща стомана
Бързорежещата -стомана е високо-легирана инструментална стомана с голямо количество легиращи елементи като волфрам (W), молибден (Mo), хром (Cr) и ванадий (V). Високо{3}}бързорежещата стомана има висока твърдост (62HRC ~ 67HRC) и устойчивост на топлина и все още може да реже при температури на рязане до 500 градуса ~650 градуса; високо-бързорежещата стомана има висока якост (якостта на огъване е 2~3 пъти по-голяма от тази на обикновения циментиран карбид и 5~6 пъти по-голяма от тази на керамиката) и добра издръжливост и може да се използва при удари и вибрации; може да се използва за обработка на широка гама от материали като цветни метали, конструкционна стомана, чугун и високотемпературни сплави. Високо{16}}бързорежещата стомана има добра производствена способност и е лесна за заточване. Подходящ е за производство на различни видове инструменти, особено за производство на инструменти със сложни форми като свредла, протяжки, формиращи инструменти, зъбни инструменти и др.
Според ефективността на рязане, високо-бързорежещата стомана може да бъде разделена на обикновена високо-скоростна стомана и високо-производителна високо-скоростна стомана; според производствения процес може да се раздели на топене на високо-бърза стомана и прахова металургия на високо-скоростна стомана.
(2) Циментиран карбид
Циментираният карбид е продукт на праховата металургия, синтерован при условия на висока температура с помощта на огнеупорни метални карбиди с висока-твърдост (WC, TiC и др.) и метални свързващи вещества (Cr, Ni и др.). Твърдостта на циментирания карбид при стайна температура достига 89HRA~93HRA, а твърдостта му е 77HRA~85HRA при 760 градуса. Циментиран карбид може също да се използва за рязане при 800 градуса ~1000 градуса. Животът на инструмента е няколко до десетки пъти по-висок от този на инструментите от високо-стоманени инструменти. Може да обработва различни материали, включително закалена стомана. Въпреки това здравината и издръжливостта на циментирания карбид са по-ниски от тези на високо{16}}бързорежещата стомана. Неговата якост на удар при стайна температура е само 18 до 130 от тази на високо-бързорежещата стомана. Следователно циментираният карбид има слаба способност да издържа на вибрации и удар при рязане. Таблица 1 показва няколко вида циментиран карбид.
(3) Керамични инструменти
Керамичните инструменти имат висока твърдост, устойчивост на износване и добри високо{0}}температурни механични свойства. Те имат нисък афинитет към металите, не се свързват лесно с метали и имат добра химическа стабилност. Керамичните инструменти се използват главно при рязане на стомана, чугун и неговите сплави и трудни--за рязане материали. Могат да се използват за ултра{6}}високо-скоростно рязане, високо-скоростно рязане и рязане на твърди материали.
(4) Свръхтвърди инструменти
Свръхтвърдите материали се отнасят за изкуствен диамант и кубичен борен нитрид (CBN), както и поликристален диамант (PCD) и поликристален кубичен борен нитрид (PCBN), синтеровани с тези прахове и свързващи вещества.
Свръхтвърдите материали имат отлична устойчивост на износване и се използват главно при високо{0}}скоростно рязане и обработката на трудни--за рязане материали.
Често срещани видове флуиди за рязане
За да се отговори на различните изисквания за обработка, има много видове флуиди за рязане. Според химичния си състав и състояние те могат да бъдат разделени на две категории: флуиди за рязане на-водна основа и флуиди за рязане на маслена- основа. Течностите за рязане, които обикновено се разреждат с вода, се наричат флуиди за рязане на-водна основа, а течностите за рязане, които не е необходимо да се разреждат с вода, се наричат флуиди за рязане на основата на масло-. Течностите за рязане на-водна основа се използват главно за охлаждане и имат лоша ефективност на смазване. Често използваните флуиди за рязане-на водна основа включват: устойчиви на ръжда-емулсии,-устойчиви на ръжда смазочни емулсии, емулсии за екстремно налягане, микроемулсии и др.; Течностите за рязане на маслена- основа се използват главно за смазване и имат слаб охлаждащ и почистващ ефект. Често използваните флуиди за рязане на-базирана основа включват: чисто минерално масло, маслено масло (или маслени добавки) + минерално масло, неактивно масло за рязане при екстремно налягане, активно масло за рязане при екстремно налягане и т.н. Съставът и характеристиките на приложение на няколко основни флуида за рязане са показани в Таблица 2.
Разумен избор на флуиди за рязане
(1) Инструменти от -бързорежеща стомана
Този материал е високо{0}}качествена легирана стомана на базата на хром, никел, волфрам, молибден, ванадий (някои също съдържат алуминий). Тяхната устойчивост на топлина е значително по-висока от тази на инструменталната стомана, а максималната допустима температура може да достигне 600 градуса. В сравнение с други високо-температурно устойчиви метални и керамични материали, бързо-бързорежещата стомана има серия от предимства, особено има по-висока якост, подходяща за детайли със сложни геометрични форми и непрекъсната обработка на рязане, а високо-бързорежещата стомана има добра обработваемост и е лесно приемлива като цена.
Поради ниската червена твърдост на инструментите от високо{0}}бързорежеща стомана, по време на употреба е необходима течност за рязане. При рязане при ниски и средни скорости се препоръчва използването на флуид или емулсия за рязане на-маслена основа. При рязане при високи скорости, поради високото генериране на топлина, е подходящо да се използва флуид за рязане на-водна основа. Ако се използва-смазочна течност за рязане, ще се генерира повече маслена мъгла, замърсяваща околната среда и е лесно да се предизвикат изгаряния на детайла, да се намали качеството на обработка и да се увеличи износването на инструмента. Освен това се препоръчва използването на воден разтвор за екстремно налягане или емулсия за екстремно налягане за груба обработка и емулсия за екстремно налягане или режещо масло за екстремно налягане за фина обработка, за да се намали триенето, да се подобри качеството и прецизността на повърхността и да се удължи живота на инструмента.
(2) Инструменти от циментиран твърд сплав
Циментираният карбид се състои от волфрамов карбид (WC), титанов карбид (TiC), танталов карбид (TaC) и 5% до 10% кобалт. Твърдостта му е много по-висока от тази на бързорежещата-стомана. Максималната допустима работна температура може да достигне 1000 градуса. Има отлична устойчивост на износване и може да намали сцеплението между стружките при обработка на стоманени материали.
Поради добрата червена твърдост на инструментите от циментиран карбид, когато се обработват общи материали, сухото рязане обикновено се приема без добавяне на режеща течност. Въпреки това, по време на сухо рязане повишаването на температурата на детайла е високо, което го прави податлив на термична деформация и влияе върху точността на обработка на детайла. Освен това при рязане без смазка съпротивлението на рязане е голямо, което увеличава консумацията на енергия и ускорява износването на инструмента. Инструментите от циментиран твърд сплав са скъпи, така че от икономическа гледна точка сухото рязане не е разход-ефективно.
При избора на режеща течност трябва да се има предвид чувствителността на циментирания карбид към внезапна топлина и инструментът трябва да се нагрява равномерно, доколкото е възможно, в противен случай ще причини начупване. Като цяло флуидите за рязане на маслена- основа имат лоша топлопроводимост и е по-малко вероятно да причинят внезапно охлаждане на инструмента, отколкото флуидите за рязане на- водна основа. Поради това обикновено се използват флуиди за рязане на маслена основа, съдържащи добавки против -износване. Когато използвате флуиди за рязане, важно е инструментът да се охлажда равномерно. Най-добре е предварително да-охладите инструмента, преди да започнете да режете. За високо{10}}скоростно рязане трябва да се използва голям поток от режеща течност, за да се напръска зоната на рязане, за да се избегне неравномерно нагряване на инструмента и отчупване на острието. Това може също така да намали замърсяването с маслен дим, причинено от изпарение поради прекомерна температура.
(3) Керамични режещи инструменти
Този материал е изработен от алуминиев оксид, метал и карбид, синтерован при високи температури. Неговата устойчивост на високо-температурно износване е по-добра от тази на циментирания карбид, така че обикновено се използва сухо рязане. Като се има предвид равномерното охлаждане и избягването на прекомерни температури, често се използват и флуиди на водна- основа, но най-добре е да се излива непрекъснато и напълно без прекъсване.
(4) Диамантени режещи инструменти
Има изключително висока твърдост и обикновено се използва за сухо рязане. За да се избегнат прекомерни температури, като керамични материали, в много случаи се използват-срезни течности на водна основа.
Заключение
Разумният избор на режеща течност според различните материали на инструмента може не само да подобри качеството на повърхността и точността на обработка на детайла, но също така да намали термичната деформация на детайла и износването на инструмента, да подобри издръжливостта на инструмента, да намали производствените разходи и да подобри ефективността на производството. Следователно трябва да му се обърне внимание при производството.
