Chất lỏng cắt cũng thường được gọi là "chất làm mát". Trong quá trình gia công kim loại, ngoài chức năng bôi trơn, làm mát, loại bỏ phoi và chống rỉ sét, nó còn có chức năng chống{1}}tạo bọt, thân thiện với môi trường và kháng khuẩn. Việc lựa chọn chất lỏng cắt có liên quan đến chất lượng bề mặt và độ chính xác gia công của phôi, đồng thời cũng liên quan chặt chẽ đến vật liệu được xử lý, quy trình gia công và vật liệu dụng cụ.
1. Vật liệu đặc trưng của dụng cụ CNC
(1) Thép tốc độ-cao
Thép-tốc độ cao là thép công cụ hợp kim-cao có lượng lớn nguyên tố hợp kim như vonfram (W), molypden (Mo), crom (Cr) và vanadi (V). Thép tốc độ cao-có độ cứng cao (62HRC ~ 67HRC) và khả năng chịu nhiệt cao, đồng thời vẫn có thể cắt ở nhiệt độ cắt cao tới 500 độ ~650 độ ; thép tốc độ cao có độ bền cao (cường độ uốn gấp 2 ~ 3 lần so với cacbua xi măng thông thường và gấp 5 ~ 6 lần so với gốm sứ) và độ dẻo dai tốt và có thể được sử dụng trong những trường hợp có va đập và rung động; nó có thể được sử dụng để xử lý nhiều loại vật liệu như kim loại màu, thép kết cấu, gang và hợp kim nhiệt độ cao. Thép tốc độ cao có khả năng gia công tốt và dễ mài. Nó phù hợp để chế tạo nhiều loại dụng cụ khác nhau, đặc biệt là chế tạo các dụng cụ có hình dạng phức tạp như mũi khoan, dao chuốt, dụng cụ tạo hình, dụng cụ bánh răng, v.v.
Theo hiệu suất cắt, thép tốc độ cao-có thể được chia thành thép tốc độ cao-thông thường và thép tốc độ cao-hiệu suất cao-; theo quy trình sản xuất, nó có thể được chia thành thép tốc độ cao-nấu chảy và luyện kim bột-thép tốc độ cao.
(2) Cacbua xi măng
Cacbua xi măng là một sản phẩm luyện kim bột được thiêu kết trong điều kiện nhiệt độ cao sử dụng độ cứng-cao, cacbua kim loại chịu lửa (WC, TiC, v.v.) và chất kết dính kim loại (Cr, Ni, v.v.). Độ cứng ở nhiệt độ phòng của cacbua xi măng đạt 89HRA ~ 93HRA và độ cứng của nó là 77HRA ~ 85HRA ở 760 độ. Cacbua xi măng cũng có thể được sử dụng để cắt ở 800 độ ~ 1000 độ. Tuổi thọ của dụng cụ cao hơn từ vài đến hàng chục lần so với các công cụ thép tốc độ cao. Nó có thể xử lý nhiều loại vật liệu bao gồm cả thép cứng. Tuy nhiên, độ bền và độ dẻo dai của cacbua xi măng kém hơn so với thép tốc độ cao. Độ bền va đập của nó ở nhiệt độ phòng chỉ bằng 18 đến 130 so với thép tốc độ cao. Do đó, cacbua xi măng có khả năng chịu rung và va đập khi cắt kém. Bảng 1 cho thấy một số loại cacbua xi măng.
(3) Dụng cụ gốm sứ
Dụng cụ bằng gốm có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và đặc tính cơ học ở nhiệt độ-cao tốt. Chúng có ái lực thấp với kim loại, không dễ liên kết với kim loại và có độ ổn định hóa học tốt. Dụng cụ bằng gốm chủ yếu được sử dụng để cắt thép, gang và hợp kim của chúng cũng như các vật liệu--khó cắt. Chúng có thể được sử dụng để cắt tốc độ cực cao,-cắt tốc độ cao và cắt vật liệu cứng.
(4) Dụng cụ siêu cứng
Vật liệu siêu cứng đề cập đến kim cương nhân tạo và boron nitrit khối (CBN), cũng như kim cương đa tinh thể (PCD) và boron nitrit khối đa tinh thể (PCBN) được thiêu kết bằng các loại bột và chất kết dính này.
Vật liệu siêu cứng có khả năng chống mài mòn tuyệt vời và chủ yếu được sử dụng để-cắt tốc độ cao và xử lý các vật liệu--khó cắt.
Các loại chất lỏng cắt phổ biến
Để đáp ứng các yêu cầu xử lý khác nhau, có nhiều loại chất lỏng cắt. Theo thành phần hóa học và trạng thái, chúng có thể được chia thành hai loại: chất lỏng cắt gọt gốc nước-và chất lỏng cắt gọt gốc dầu-. Chất lỏng cắt thường được pha loãng với nước được gọi là chất lỏng cắt gốc-nước và chất lỏng cắt không cần pha loãng bằng nước được gọi là chất lỏng cắt gốc dầu-. Chất lỏng cắt gốc nước-chủ yếu được sử dụng để làm mát và có hiệu suất bôi trơn kém. Chất lỏng cắt gốc nước-thường được sử dụng bao gồm: nhũ tương chống rỉ-nhũ tương chống gỉ, nhũ tương bôi trơn chống rỉ-, nhũ tương cực áp, vi nhũ tương, v.v.; chất lỏng cắt gọt gốc dầu chủ yếu được sử dụng để bôi trơn và có tác dụng làm sạch và làm mát kém. Các chất lỏng cắt gốc dầu thường được sử dụng{15}}bao gồm: dầu khoáng nguyên chất, dầu béo (hoặc dầu phụ gia) + dầu khoáng, dầu cắt cực áp không hoạt động, dầu cắt cực áp hoạt động, v.v. Thành phần và đặc điểm ứng dụng của một số chất lỏng cắt chính được trình bày trong Bảng 2.
Lựa chọn hợp lý chất lỏng cắt
(1) Công cụ thép tốc độ cao-
Vật liệu này là thép hợp kim cao cấp- được làm từ crom, niken, vonfram, molypden, vanadi (một số còn chứa nhôm). Khả năng chịu nhiệt của chúng cao hơn đáng kể so với thép công cụ và nhiệt độ tối đa cho phép có thể đạt tới 600 độ. So với các vật liệu gốm và kim loại{4}}chịu nhiệt độ cao khác, thép tốc độ-có nhiều ưu điểm, đặc biệt là nó có độ dẻo dai cao hơn, phù hợp với phôi có hình dạng hình học phức tạp và xử lý cắt liên tục, đồng thời-thép tốc độ cao có khả năng gia công tốt và dễ dàng chấp nhận về giá.
Do độ cứng màu đỏ kém của các công cụ thép tốc độ cao{0}}nên cần có chất lỏng cắt trong quá trình sử dụng. Khi cắt ở tốc độ thấp và trung bình, bạn nên sử dụng chất lỏng cắt hoặc nhũ tương gốc dầu. Khi cắt ở tốc độ cao, do sinh nhiệt cao nên việc sử dụng chất lỏng cắt gốc nước là phù hợp. Nếu sử dụng dung dịch cắt gốc dầu,{6}}sẽ tạo ra nhiều sương dầu hơn, gây ô nhiễm môi trường và dễ gây bỏng phôi, giảm chất lượng xử lý và tăng độ mòn dụng cụ. Ngoài ra, nên sử dụng dung dịch nước cực áp hoặc nhũ tương cực áp để gia công thô, và nhũ tương cực áp hoặc dầu cắt cực áp để xử lý tinh nhằm giảm ma sát, cải thiện chất lượng và độ chính xác bề mặt, đồng thời kéo dài tuổi thọ dụng cụ.
(2) Dụng cụ cacbua xi măng
Cacbua xi măng bao gồm cacbua vonfram (WC), cacbua titan (TiC), cacbua tantalum (TaC) và coban 5% đến 10%. Độ cứng của nó cao hơn nhiều so với thép tốc độ cao. Nhiệt độ hoạt động tối đa cho phép có thể đạt tới 1000 độ. Nó có khả năng chống mài mòn tuyệt vời và có thể làm giảm độ bám dính giữa các chip khi gia công vật liệu thép.
Do độ cứng màu đỏ tốt của dụng cụ cacbua xi măng, khi xử lý vật liệu thông thường, việc cắt khô thường được áp dụng mà không cần thêm chất lỏng cắt. Tuy nhiên, trong quá trình cắt khô, nhiệt độ của phôi tăng cao khiến phôi dễ bị biến dạng nhiệt và ảnh hưởng đến độ chính xác gia công của phôi. Hơn nữa, khi cắt không có chất bôi trơn, lực cản cắt lớn, điều này làm tăng mức tiêu thụ điện năng và tăng tốc độ mài mòn của dụng cụ. Các công cụ cacbua xi măng đắt tiền nên từ quan điểm kinh tế, cắt khô không-hiệu quả về mặt chi phí.
Khi lựa chọn chất lỏng cắt, cần xem xét độ nhạy của cacbua xi măng với nhiệt đột ngột và dụng cụ phải được làm nóng đều nhất có thể, nếu không sẽ gây ra sứt mẻ. Nhìn chung, chất lỏng cắt gốc dầu-có độ dẫn nhiệt kém và ít có khả năng làm mát dụng cụ đột ngột hơn chất lỏng cắt gốc nước-. Do đó, chất lỏng cắt gốc dầu-có chứa chất phụ gia chống-mài mòn thường được sử dụng. Khi sử dụng chất lỏng cắt để cắt, điều quan trọng là phải làm nguội đều dụng cụ. Tốt nhất là-làm nguội dụng cụ trước khi bắt đầu cắt. Để cắt tốc độ cao, nên sử dụng một dòng dung dịch cắt lớn phun lên khu vực cắt để tránh dụng cụ bị nóng không đều và làm sứt mẻ lưỡi dao. Điều này cũng có thể làm giảm ô nhiễm khói dầu do bay hơi do nhiệt độ quá cao.
(3) Dụng cụ cắt gốm
Vật liệu này được làm từ alumina, kim loại và cacbua thiêu kết ở nhiệt độ cao. Khả năng chống mài mòn ở nhiệt độ-cao của nó tốt hơn so với cacbua xi măng, vì vậy, cắt khô thường được sử dụng. Để làm mát đồng đều và tránh nhiệt độ quá cao, chất lỏng cắt gọt gốc nước cũng thường được sử dụng, nhưng tốt nhất nên đổ liên tục và đầy đủ mà không bị gián đoạn.
(4) Dụng cụ cắt kim cương
Nó có độ cứng cực cao và thường được sử dụng để cắt khô. Để tránh nhiệt độ quá cao, chẳng hạn như vật liệu gốm, chất lỏng cắt gốc nước{1}}được sử dụng trong nhiều trường hợp.
Phần kết luận
Việc lựa chọn hợp lý chất lỏng cắt theo các vật liệu dụng cụ khác nhau không chỉ có thể cải thiện chất lượng bề mặt và độ chính xác gia công của phôi mà còn giảm biến dạng nhiệt của phôi và độ mòn của dụng cụ, cải thiện độ bền của dụng cụ, giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất. Vì vậy, nó cần được chú ý trong sản xuất.
