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數控車方機加工不同金屬材質對切削油的選用
閱讀：2692 發布時間：2021-12-17
現在車方機對金屬加工實務包括切削各種金屬、合金，每一種都有它們的物理特性，有些易于加工，有些不易加工。此機械加工性的等級乃是表示加工的難易度，不一定正比于金屬或合金的硬度。
當然，每一金屬有它的機械制造特性，并且關系于切削油種類的選擇。
表中列出常用金屬及合金的機械加工性等級：
圖表５３．金屬機械加工性的等級
1．鑄鐵
一般的灰鑄鐵以鐵為主要成份，外加一些散布的石墨。鑄鐵易于加工制造，而且不用切削油也可切削，但容易產生廢細屑及黑色塵粉。
可以煤油作為切削油，通常用過濾器把廢屑及塵粉過濾。也可以采用特別設計的水溶性切削油或合成切削液，其形成清晰溶液或乳化液，穩定性高，不會和鑄鐵粒子起作用。
2．球狀鐵（SG）
另一種不同型式的灰鑄鐵是球狀鐵或SG鐵，常用來制成引擎體或其它零件。由成份較多的鐵加上球狀散布的石墨組成，與灰鑄鐵一樣易于加工，但比灰鑄鐵有較大的拉長強度及韌性。
如同灰鑄鐵一樣會產生廢屑及塵粉，我們也可以使用與灰鑄鐵類似的切削油。
3．鋼
我們這里所談到的鋼包括一些常用的金屬，但是不包括不銹鋼。鋼的機械加工性范圍很大，所以切削油也廣泛的有選擇性，且必需考慮到鋼的特性。鋼的含碳量越高，硬度也越高。然而金屬越硬，機械加工性越差。例如碳含量從0.3﹪到0.6﹪，一般使用水溶性切削油。再增到0.6﹪以上，則須要使用具有極壓添加劑的切削油。熱處理及硬化加工會影響到機械加工性，合金如鎳和鉻常被用來硬化鋼材，它們也會使機械加工性減小。
在另一方面，例如錫或硫也可能增加鋼的機械加工性，系所謂的易削鋼。硫產生硫化錳粒子，在剪力平面上打開了微小裂縫，在主變型區減少了剪切抗力，鉛也具有相同的效果，易加工鋼通常是使用水溶性切削油或合成切削液。
4．不銹鋼等
不銹鋼、耐熱合金及鎳合金是鋼中較特殊的，含有高含量鎳、鈷。它們硬且低熱傳導性，此使得在碎屑中形成高溫，及工具與碎屑交互面的溫度也很高，工具磨損很快。減少工具磨損可由放慢速度及控制好給進速率，以避免加工較硬的工件時，工具的過度磨損。
油性切削油特別是含有高極壓添加劑者是此類鋼中主要切削油，需要注意的是某些切削油含有活性硫，能使高鎳含量合金產生污點。
5．鈦合金
鈦及鈦合金比不銹鋼更不容易加工，具有非常低的熱傳導性，在切屑及工具的界面上溫度很高，鈦在壓力下有與切削工具熔接的傾向，會使工具提早磨損。
這些問題的解決方法都是采用較低切削速度，及采用高極壓添加劑含量的切削油。
6．鋁及合金
純鋁是很難加工的，因其常常黏在刀具上。工業用鋁一般均為鋁合金，鋁中含少量銅可大大增加機械加工性。
油性切削油及水溶性切削油均可用來加工鋁合金，油性切削油應該選擇低黏度，且含有脂肪或氯添加劑者，它們可以幫助滲透或減少切屑與刀具的熔接。水溶性切削油應該選擇加有脂肪添加劑，并且其乳化液的PH值不應太高。因為PH值太高，會使鋁的表面起污點。
有些鋁合金含有高量的硅（即8～16﹪），加入如此含量的硅可降低熔點及黏度，使得壓鑄作業更加容易。但是由于合金本身軟，加上硬硅粒子，會造成刀具快速磨損。極壓水溶性切削油適用于硅含量高的鋁合金切削作業，這種水溶性切削油含有較多的氯及脂肪添加劑。
7．銅及合金
純銅就像純鋁一樣的黏，因此加工不易。純銅也產生長且連續的切屑，這種切屑會干擾切削過程，但此問題可
由加硫或鉛來克服。
黃銅為鋅及銅的合金，易于加工，產生不連續的切屑，它的機械加工性會因鉛的加入而增加。
一般來說，黃銅及銅可用水溶性切削油來加工。有些切削油含有強堿，脂肪酸及硫，它們對銅有腐蝕作用，所以選擇適當的油是很重要的。當非常注重表面光度時，可選用無腐蝕性的水溶性切削油或低黏度含脂肪礦物油的切削油。加工困難的合金包括青銅合金及含有鎂、鋁、磷的合金，則可使用極壓添加劑和脂肪含量較高的油性切削油。
8．鎂及鎂合金
鎂及鎂合金易于加工，而且容易產生加工碎屑。很重要的一件事是應避免切削時所產生的高溫，因為高溫會使鎂燃燒。
由這點來看，水溶性切削油似乎較理想，但是水中的氧會與刀具的的鎂因高溫發生反應。因此水溶性切削油從不使用在鎂加工上，正確用油是低黏度油性切削油
當然，每一金屬有它的機械制造特性，并且關系于切削油種類的選擇。
表中列出常用金屬及合金的機械加工性等級：
圖表５３．金屬機械加工性的等級
| 金屬或合金 | 加工性等級 |
| 鋁 | 300-1500 |
| 黃銅 | 200-600 |
| 碳鋼 | 40-70 |
| 銅 | 60-70 |
| 不銹鋼 | 23-45 |
一般的灰鑄鐵以鐵為主要成份，外加一些散布的石墨。鑄鐵易于加工制造，而且不用切削油也可切削，但容易產生廢細屑及黑色塵粉。
可以煤油作為切削油，通常用過濾器把廢屑及塵粉過濾。也可以采用特別設計的水溶性切削油或合成切削液，其形成清晰溶液或乳化液，穩定性高，不會和鑄鐵粒子起作用。
2．球狀鐵（SG）
另一種不同型式的灰鑄鐵是球狀鐵或SG鐵，常用來制成引擎體或其它零件。由成份較多的鐵加上球狀散布的石墨組成，與灰鑄鐵一樣易于加工，但比灰鑄鐵有較大的拉長強度及韌性。
如同灰鑄鐵一樣會產生廢屑及塵粉，我們也可以使用與灰鑄鐵類似的切削油。
3．鋼
我們這里所談到的鋼包括一些常用的金屬，但是不包括不銹鋼。鋼的機械加工性范圍很大，所以切削油也廣泛的有選擇性，且必需考慮到鋼的特性。鋼的含碳量越高，硬度也越高。然而金屬越硬，機械加工性越差。例如碳含量從0.3﹪到0.6﹪，一般使用水溶性切削油。再增到0.6﹪以上，則須要使用具有極壓添加劑的切削油。熱處理及硬化加工會影響到機械加工性，合金如鎳和鉻常被用來硬化鋼材，它們也會使機械加工性減小。
在另一方面，例如錫或硫也可能增加鋼的機械加工性，系所謂的易削鋼。硫產生硫化錳粒子，在剪力平面上打開了微小裂縫，在主變型區減少了剪切抗力，鉛也具有相同的效果，易加工鋼通常是使用水溶性切削油或合成切削液。
4．不銹鋼等
不銹鋼、耐熱合金及鎳合金是鋼中較特殊的，含有高含量鎳、鈷。它們硬且低熱傳導性，此使得在碎屑中形成高溫，及工具與碎屑交互面的溫度也很高，工具磨損很快。減少工具磨損可由放慢速度及控制好給進速率，以避免加工較硬的工件時，工具的過度磨損。
油性切削油特別是含有高極壓添加劑者是此類鋼中主要切削油，需要注意的是某些切削油含有活性硫，能使高鎳含量合金產生污點。
5．鈦合金
鈦及鈦合金比不銹鋼更不容易加工，具有非常低的熱傳導性，在切屑及工具的界面上溫度很高，鈦在壓力下有與切削工具熔接的傾向，會使工具提早磨損。
這些問題的解決方法都是采用較低切削速度，及采用高極壓添加劑含量的切削油。
6．鋁及合金
純鋁是很難加工的，因其常常黏在刀具上。工業用鋁一般均為鋁合金，鋁中含少量銅可大大增加機械加工性。
油性切削油及水溶性切削油均可用來加工鋁合金，油性切削油應該選擇低黏度，且含有脂肪或氯添加劑者，它們可以幫助滲透或減少切屑與刀具的熔接。水溶性切削油應該選擇加有脂肪添加劑，并且其乳化液的PH值不應太高。因為PH值太高，會使鋁的表面起污點。
有些鋁合金含有高量的硅（即8～16﹪），加入如此含量的硅可降低熔點及黏度，使得壓鑄作業更加容易。但是由于合金本身軟，加上硬硅粒子，會造成刀具快速磨損。極壓水溶性切削油適用于硅含量高的鋁合金切削作業，這種水溶性切削油含有較多的氯及脂肪添加劑。
7．銅及合金
純銅就像純鋁一樣的黏，因此加工不易。純銅也產生長且連續的切屑，這種切屑會干擾切削過程，但此問題可
由加硫或鉛來克服。
黃銅為鋅及銅的合金，易于加工，產生不連續的切屑，它的機械加工性會因鉛的加入而增加。
一般來說，黃銅及銅可用水溶性切削油來加工。有些切削油含有強堿，脂肪酸及硫，它們對銅有腐蝕作用，所以選擇適當的油是很重要的。當非常注重表面光度時，可選用無腐蝕性的水溶性切削油或低黏度含脂肪礦物油的切削油。加工困難的合金包括青銅合金及含有鎂、鋁、磷的合金，則可使用極壓添加劑和脂肪含量較高的油性切削油。
8．鎂及鎂合金
鎂及鎂合金易于加工，而且容易產生加工碎屑。很重要的一件事是應避免切削時所產生的高溫，因為高溫會使鎂燃燒。
由這點來看，水溶性切削油似乎較理想，但是水中的氧會與刀具的的鎂因高溫發生反應。因此水溶性切削油從不使用在鎂加工上，正確用油是低黏度油性切削油