人類(lèi)使用切削液的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。人們?cè)谀ブ剖?、銅器和鐵器時(shí),就知道澆水可以提率和質(zhì)量。在古羅馬時(shí)代,車(chē)削活塞泵的鑄件時(shí)就使用橄欖油,16世紀(jì)使用牛脂和水溶劑來(lái)拋光金屬盔甲。從1775年英國(guó)的約翰·威爾金森(J.Wilkinson)為了加工瓦特蒸汽機(jī)的汽缸而研制成功鏜床開(kāi)始,伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應(yīng)用。到1860年經(jīng)歷了漫長(zhǎng)發(fā)展后,車(chē)、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機(jī)床相繼出現(xiàn),也標(biāo)志著切削液開(kāi)始較大規(guī)模的應(yīng)用。
1945年在美國(guó)研制出種無(wú)油合成切削液,全球一款全合成金屬切削液由Cimcool辛辛那提銑床公司(后更名為辛辛那提—米拉克龍)率先研制成功,并且以獨(dú)特的粉紅色來(lái)標(biāo)記該產(chǎn)品,CIMCOOL 是革命性的。在其誕生的1945年,切削液只有純油和像牛奶一樣的乳化液可選。 CIMCOOL由于是水基產(chǎn)品,其冷卻性能是純油的2倍,與油不一樣的,它沒(méi)有煙霧、不會(huì)有火災(zāi)隱患,加工后的部件清潔。與乳化液相似,CIMCOOL保持了出色的冷卻性能,借助獨(dú)特的化學(xué)合成潤(rùn)滑劑,其潤(rùn)滑性得以發(fā)展,允許更高的切削速度并改善了刀具壽命。CIMCOOL對(duì)攻擊顯示出較高的抵抗能力,它的透明性能對(duì)于工業(yè)來(lái)說(shuō)樂(lè)于接受。CIMCOOL是金屬加工液體科技領(lǐng)域向前邁出的意味深長(zhǎng)的一步,其它公司紛紛轉(zhuǎn)而研發(fā)化學(xué)金屬加工液推動(dòng)了切削液技術(shù)的發(fā)展。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的深入發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),對(duì)切削液技術(shù)提出了新的要求,它必將推動(dòng)切削液技術(shù)向更高領(lǐng)域發(fā)展。
潤(rùn)滑
金屬切削加工液(簡(jiǎn)稱切削液)在切削過(guò)程中的潤(rùn)滑作用,可以減小前刀面與切屑、后刀面與已加工表面間的摩擦,形成部分潤(rùn)滑膜,從而減小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削過(guò)程中,加入磨削液后,磨削液滲入砂輪磨粒-工件及磨粒-磨屑之間形成潤(rùn)滑膜,使界面間的摩擦減小,防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑,從而減小磨削力和摩擦熱,提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。
鋯酸鹽沉淀結(jié)晶成膜:當(dāng)表面離解出的ZrF6-,與溶解中的金屬離子Fe2+達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí),就會(huì)形成鋯酸鹽沉淀。
Fe2++ ZrF62-+H2O — FeZrF6+2H20
鋯酸鹽沉淀與水分子一起形成成膜物質(zhì),以[Zr]為膜晶核不斷堆積,晶核繼續(xù)長(zhǎng)大成為晶粒,無(wú)數(shù)個(gè)晶粒堆積形成轉(zhuǎn)化膜。硅烷化處理和陶化處理都可稱之為無(wú)磷成膜處理,目前市場(chǎng)上還有其它方式的無(wú)磷成膜處理方法,這些新技術(shù)與硅烷化或陶化處理有很多相似之處,一般都含有微量甚至不含重金屬和磷酸鹽,不需要表調(diào),可處理多種板材等,處理時(shí)間短,可以提高生產(chǎn)效率,在節(jié)能減排方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì),無(wú)磷成膜技術(shù)必將成為未來(lái)鋼鐵表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的主要處理方式。