Snijvloeistof wordt ook vaak "koelvloeistof" genoemd. In het metaalverwerkingsproces heeft het naast de functies smering, koeling, spanenverwijdering en roestpreventie ook anti-schuimende, milieuvriendelijke en antibacteriële functies. De keuze van de snijvloeistof hangt samen met de oppervlaktekwaliteit en verwerkingsnauwkeurigheid van het werkstuk, maar is ook nauw verbonden met het te bewerken materiaal, het verwerkingsproces en het gereedschapsmateriaal.
1. Typische materialen van CNC-gereedschappen
(1) Snel-snelstaal
Snel-snelstaal is een hoog-gelegeerd gereedschapsstaal met een grote hoeveelheid legeringselementen zoals wolfraam (W), molybdeen (Mo), chroom (Cr) en vanadium (V). Snel-snelheidsstaal heeft een hoge hardheid (62HRC ~ 67HRC) en hittebestendigheid, en kan nog steeds snijden bij snijtemperaturen zo hoog als 500 graden ~650 graden; snel-snelstaal heeft een hoge sterkte (buigsterkte is 2-3 keer die van algemeen gecementeerd carbide en 5-6 keer die van keramiek) en een goede taaiheid, en kan worden gebruikt bij stoten en trillingen; het kan worden gebruikt voor de verwerking van een breed scala aan materialen, zoals non-ferrometalen, constructiestaal, gietijzer en hoge-legeringen. Snel-snelstaal heeft een goede verwerkbaarheid en is gemakkelijk te slijpen. Het is geschikt voor het vervaardigen van verschillende soorten gereedschappen, vooral voor het vervaardigen van gereedschappen met complexe vormen zoals boren, broches, vormgereedschappen, tandwielgereedschappen, enz.
Afhankelijk van de snijprestaties kan snel-snelstaal worden onderverdeeld in gewoon snel-snelstaal en hoog-snelsnel-snelstaal; afhankelijk van het productieproces kan het worden onderverdeeld in het smelten van hoog-snelstaal en poedermetallurgisch hoog-snelstaal.
(2) Gecementeerd carbide
Gecementeerd carbide is een poedermetallurgisch product dat onder hoge temperaturen wordt gesinterd met behulp van hoge-hardheid, vuurvaste metaalcarbiden (WC, TiC, enz.) en metaalbindmiddelen (Cr, Ni, enz.). De hardheid bij kamertemperatuur van gecementeerd carbide bereikt 89HRA ~ 93HRA, en de hardheid is 77HRA ~ 85HRA bij 760 graden. Gecementeerd carbide kan ook worden gebruikt voor snijden op 800 graden ~ 1000 graden. De standtijd is enkele tot tientallen keren hoger dan die van snelstaalgereedschappen. Het kan een verscheidenheid aan materialen verwerken, waaronder gehard staal. De sterkte en taaiheid van gecementeerd carbide zijn echter inferieur aan die van snel-snelstaal. De slagvastheid bij kamertemperatuur is slechts 18 tot 130 maal zo hoog als die van snel-snelstaal. Daarom heeft gecementeerd carbide een slecht vermogen om snijtrillingen en schokken te weerstaan. Tabel 1 toont verschillende soorten hardmetaal.
(3) Keramisch gereedschap
Keramische gereedschappen hebben een hoge hardheid, slijtvastheid en goede mechanische eigenschappen bij hoge- temperaturen. Ze hebben een lage affiniteit met metalen, zijn niet gemakkelijk te binden met metalen en hebben een goede chemische stabiliteit. Keramisch gereedschap wordt voornamelijk gebruikt bij het snijden van staal, gietijzer en zijn legeringen en moeilijk-te-snijmaterialen. Ze kunnen worden gebruikt voor snijden met ultra-hoge-snelheid, snijden met hoge-snelheid en snijden van hard materiaal.
(4) Superhard gereedschap
Superharde materialen verwijzen naar kunstdiamant en kubisch boornitride (CBN), evenals polykristallijne diamant (PCD) en polykristallijn kubisch boornitride (PCBN) gesinterd met deze poeders en bindmiddelen.
Superharde materialen hebben een uitstekende slijtvastheid en worden voornamelijk gebruikt bij hoge-snijsnelheden en de verwerking van moeilijk-te-snijmaterialen.
Veel voorkomende soorten snijvloeistoffen
Om aan verschillende verwerkingseisen te voldoen, zijn er veel soorten snijvloeistoffen. Afhankelijk van hun chemische samenstelling en staat kunnen ze in twee categorieën worden onderverdeeld: snijvloeistoffen op water-basis en snijvloeistoffen op olie-basis. Snijvloeistoffen die doorgaans met water worden verdund, worden snijvloeistoffen op water-basis genoemd, en snijvloeistoffen die niet met water hoeven te worden verdund, worden snijvloeistoffen op oliebasis- genoemd. Snijvloeistoffen op water-basis worden voornamelijk gebruikt voor koeling en hebben slechte smeerprestaties. Veelgebruikte snijvloeistoffen op water-basis zijn: roest-bestendige emulsies, roest-bestendige smeermiddelemulsies, emulsies voor extreme druk, micro-emulsies, enz.; op olie-gebaseerde snijvloeistoffen worden voornamelijk gebruikt voor smering en hebben slechte koel- en reinigingseffecten. Veelgebruikte snijvloeistoffen op olie-basis zijn onder meer: pure minerale olie, vette olie (of olieachtige additieven) + minerale olie, inactieve snijolie onder extreme druk, actieve snijolie onder extreme druk, enz. De samenstelling en toepassingskenmerken van verschillende belangrijke snijvloeistoffen worden weergegeven in Tabel 2.
Redelijke keuze aan snijvloeistoffen
(1) Stalen snel-gereedschappen
Dit materiaal is een hoogwaardig gelegeerd staal- op basis van chroom, nikkel, wolfraam, molybdeen en vanadium (sommige bevatten ook aluminium). Hun hittebestendigheid is aanzienlijk hoger dan die van gereedschapsstaal en de maximaal toegestane temperatuur kan 600 graden bereiken. Vergeleken met andere hoog-temperatuurbestendige metalen en keramische materialen heeft snel-snelstaal een reeks voordelen, vooral het heeft een hogere taaiheid, geschikt voor werkstukken met complexe geometrische vormen en continue snijbewerkingen, en snel-snelstaal heeft een goede bewerkbaarheid en is gemakkelijk acceptabel qua prijs.
Vanwege de slechte rode hardheid van hogesnelheidsstaalgereedschappen is er tijdens het gebruik snijvloeistof vereist. Bij het snijden met lage en gemiddelde snelheden wordt aanbevolen om snijvloeistof of emulsie op oliebasis- te gebruiken. Bij het snijden met hoge snelheden is het vanwege de hoge warmteontwikkeling aangewezen om snijvloeistof op water-basis te gebruiken. Als op olie-gebaseerde snijvloeistof wordt gebruikt, zal er meer olienevel worden gegenereerd, waardoor het milieu wordt vervuild. Het is gemakkelijk om brandwonden aan het werkstuk te veroorzaken, de verwerkingskwaliteit te verminderen en de slijtage van het gereedschap te vergroten. Bovendien wordt aanbevolen om een waterige oplossing onder extreme druk of emulsie onder extreme druk te gebruiken voor ruwe verwerking, en emulsie onder extreme druk of snijolie onder extreme druk voor fijne verwerking om wrijving te verminderen, de oppervlaktekwaliteit en precisie te verbeteren en de levensduur van het gereedschap te verlengen.
(2) Gereedschappen van gecementeerd carbide
Gecementeerd carbide bestaat uit wolfraamcarbide (WC), titaniumcarbide (TiC), tantaalcarbide (TaC) en 5% tot 10% kobalt. De hardheid is veel hoger dan die van snel-snelstaal. De maximaal toegestane bedrijfstemperatuur kan 1000 graden bereiken. Het heeft een uitstekende slijtvastheid en kan de hechting tussen spanen verminderen bij het verwerken van staalmaterialen.
Vanwege de goede rode hardheid van hardmetalen gereedschappen wordt bij het verwerken van algemene materialen over het algemeen droog zagen toegepast zonder toevoeging van snijvloeistof. Tijdens droog zagen is de temperatuurstijging van het werkstuk echter hoog, waardoor het werkstuk gevoelig is voor thermische vervorming en de verwerkingsnauwkeurigheid van het werkstuk wordt beïnvloed. Bovendien is bij het snijden zonder smeermiddel de snijweerstand groot, wat het energieverbruik verhoogt en de slijtage van het gereedschap versnelt. Gereedschappen van gecementeerd hardmetaal zijn duur, dus vanuit economisch oogpunt is droogzagen niet kosteneffectief-.
Bij het selecteren van snijvloeistof moet rekening worden gehouden met de gevoeligheid van gecementeerd carbide voor plotselinge hitte, en het gereedschap moet zoveel mogelijk gelijkmatig worden verwarmd, anders zal het afbrokkelen veroorzaken. Over het algemeen hebben snijvloeistoffen op oliebasis- een slechte thermische geleidbaarheid en veroorzaken ze minder snel een plotselinge afkoeling van het gereedschap dan snijvloeistoffen op waterbasis-. Daarom worden over het algemeen snijvloeistoffen op olie-basis met anti-slijtageadditieven gebruikt. Bij het gebruik van snijvloeistoffen voor het snijden is het belangrijk dat het gereedschap gelijkmatig wordt gekoeld. Het is het beste om het gereedschap vooraf- af te koelen voordat u begint met zagen. Voor snijden op hoge-snelheid moet een grote stroom snijvloeistof worden gebruikt om het snijgebied te besproeien om ongelijkmatige verwarming van het gereedschap en afbrokkelen van het mes te voorkomen. Dit kan ook de oliedampvervuiling verminderen die wordt veroorzaakt door verdamping als gevolg van te hoge temperaturen.
(3) Keramisch snijgereedschap
Dit materiaal is gemaakt van aluminiumoxide, metaal en carbide, gesinterd bij hoge temperaturen. De slijtvastheid bij hoge- temperaturen is beter dan die van gecementeerd carbide, daarom wordt over het algemeen droog zagen gebruikt. Met het oog op gelijkmatige koeling en het vermijden van hoge temperaturen worden ook vaak snijvloeistoffen op water-basis gebruikt, maar het is het beste om continu en volledig zonder onderbrekingen te gieten.
(4) Diamantsnijgereedschappen
Het heeft een extreem hoge hardheid en wordt over het algemeen gebruikt voor droog zagen. Om te hoge temperaturen te voorkomen, zoals bij keramische materialen, worden in veel gevallen snijvloeistoffen op water-basis gebruikt.
Conclusie
Een redelijke selectie van snijvloeistof op basis van verschillende gereedschapsmaterialen kan niet alleen de oppervlaktekwaliteit en bewerkingsnauwkeurigheid van het werkstuk verbeteren, maar ook de thermische vervorming van het werkstuk en de slijtage van het gereedschap verminderen, de duurzaamheid van het gereedschap verbeteren, de productiekosten verlagen en de productie-efficiëntie verbeteren. Daarom moet er tijdens de productie aandacht aan worden besteed.
