金属切削液的渗透性
发布时间:2014-01-11 13:05
在切削加工中，切削液能否快速、充分地渗入切削区起作用，对金属切削液的加工性能影响颇大。与金属切削液渗透性有关的物理性质主要是湿润性和粘度。液体对固体的湿润性通常用接触角的大小来表示。习惯上将θ=90°定为湿润与否的标准：θ>90°为不润湿，θ<90°为湿润，θ=0°或者不存在平衡接触角时为铺展。
接触角越小，湿润性能越好。当接触角大时，液体在固体表面收缩成液滴状；当接触角小时，液体在固体表面收缩成液滴状；当接触角小时，液体在固体表面上铺展为薄膜状。接触角的大小除与液体表面张力有关外，还与固体的材质、表面状态(凹凸、清洁程度等)、温度、液体粘度等因素有关。一般说来，低粘度液体的湿润性比高粘度的好，对于金属材料，水的润湿性虽比油的差，但如果使用有效的表面活性剂，能使水的润湿性大大提高。
金属切削液渗透性尚无标准试验方法。评价水基切削液(特别是磨削液)的渗透性，可参考应用于合成洗涤剂试验的渗透性试验法。在500ml的量筒中装入试液，把试验布卷缓慢沉入液中，测定布卷的下端达到钢丝端钩时所需时间。另一种方法为铁粉圆锥法。在外径60mm的玻璃皿中心，用50-100目的干净还原铁粉堆成地径20mm、高18mm的圆锥，安静、快速地放入15ml受试液，观察受试验沿铁粉的上升情况，记录受试液到达圆锥顶点的时间。这两种情形都是时间越短说明受试液渗透性越好。
金属切削液对材料的接触适应性，此处的材料是指工件材料和机床、工艺装置常用的材料，如钢铁材料，非铁金属、涂料、橡胶等。
能够在密封的300-500ml玻璃容器(如广口食品瓶)中，放入规定浓度的金属切削液和一定比例的受试金属的切屑，密封后在80℃温度下放置48h，检测试验液的外观与PH值，并用试验过的受试液做防锈试验、非铁金属腐蚀试验。这种方法可根据不同要求改变试验条件，其目的是观察由于与金属接触而引起的金属切削液组成成分的氧化、聚合等化学反应变化倾向，查明它与单纯接触空气而引起的劣化不同的性能。
非金属材料主要是指基础表面的涂料和所用的橡胶密封件等。机床表面的涂料可能受金属切削液的作用而变色甚至脱落，不仅有损于机床外观，有时还会因剥落的涂料混入金属切削液堵塞过滤器，或者粘附在床身导轨面上，导致工作台运动不灵活。这类问题在使用水基切削液的场合比较常见。由于水基切削液呈碱性，要避免使用邻苯二甲酸系涂料，最好使用聚氨酯系、环氧系的烤漆。
国家标准GB/T 6144-1985《合成切削液》中规定：对机床涂料的适应性按照行业标准JB 1470-1981《出口机床涂漆技术条件》的有关规定程序和相应的油漆品种进行试验。通常采用的方法是，在钢板上涂一层与机床涂料相同的涂料，干燥后将钢板放入试验液中长期浸泡。为了加快试验速度，可将其放入50℃的恒温箱中，甚至浸泡前用锐利的工具刻上划痕。试验一定时间后观察涂料的脱落、溶解和变色情况。对于涂料适应性好的金属切削液，应当不发生上述情况。
金属切削液对橡胶的适应性试验亦可采用浸泡的方法，观察其变形和膨胀情况。
本文参考《切削液技术》一书。
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