2.金屬切削潤滑劑

1. 擴散磨損
   
   切削過程中，刀具承受的切削壓力達到2～3GPa，切削溫度高達900～1100℃。在切削高溫和高速的條件下，刀具的擴散磨損要比一般機械零件大的多。它不只是使刀具擴散而損失材料，還增大刀具與切屑間的粘著，增大刀具的粘著磨損。刀具粘結(jié)劑以及硬質(zhì)相（WC及TiC）的向外擴散和工件成分向工具擴散還引起刀具的脆化和軟化，降低表面強度，增大刀具的粘著磨損和磨粒磨損，使前刀面呈月牙形。
   
2. 熱電磨損
   
   另一種熱磨損是熱電磨損，在切削區(qū)高溫作用下，刀具與工件兩種不同材質(zhì)的接觸會產(chǎn)生熱電勢和熱電流，使刀具磨損加劇。
   
3. 氧化磨損
   
   切削溫度高時，刀具材料劇烈氧化形成一系列松軟的氧化物，并被切削帶走，造成“氧化磨損”，造成刀具“燒傷”，使刀具出現(xiàn)溝槽。

• 四球機
  
  國內(nèi)評價切削潤滑劑的潤滑性zui常用的是四球機，切削油測定P_B和P_D，而水基切削液按GB/T 6144規(guī)定測P_B值。但是四球試驗中并不存在金屬的塑性流動，工廠的經(jīng)驗表明，P_B值的高低與乳化液的切削性能并沒有一定的關(guān)系，有些P_B值高的乳化液中皂含量往往比較高，粘度大，容易堵塞砂輪。楊文慶等人提出用P_D/P_B比值作為評價潤滑性的指標(biāo)，指出采用較高的P_D值和適當(dāng)偏低的P_B值得切削液可以顯著減少砂輪磨損和提高磨削效率。
  
  值得注意的是，用加表面活性劑提高水基切削液的油膜強度P_B值很有效，但是常規(guī)的含S、P、Cl極壓劑加入水基潤滑液中，提高燒結(jié)負荷的效果都很差，可能是水的存在降低了這些傳統(tǒng)極壓劑的效果。例如Imperial-1070母液的P_B值為85Kg，P_D值高達620Kg，稀釋為5%乳化液時，P_B值只下降了5Kg，為80Kg，而P_D值僅為160Kg，與水的燒結(jié)負荷（100－126Kg）相差不大，要有效地提高切削液的P_D值還得靠納米技術(shù)。納米粘土就可以使水的P_D值提高2級。加入1%40～60nm油酸修飾的TiO2微粒，再用茶皂素為表面活性劑將其均勻分散到水中，P_D值高達4400N。
  
• 攻絲扭矩試驗機
  
  除了四球機外，評價切削液潤滑性用的zui多的是攻絲扭矩試驗機，可直接測出攻絲扭矩，算出攻絲效率，它還能做擠壓試驗，用于模擬拉拔和軋制。
  
• 改型Timken試驗機和Falex試驗機
  
  采用電鍍等方法改變Timken環(huán)塊試驗機的環(huán)或Falex銷塊試驗機的銷的摩擦面的材質(zhì)，用來評價潤滑劑和添加劑的研磨材料。其中一種形式如圖3所示。
  

3.金屬塑性成型加工潤滑劑

1. 高溫，接觸軋材的輥的瞬間溫度可達到500～600℃。
    
2. 高壓，熱軋時金屬所受的單位壓力達到0.03－0.1Gpa（300～1000atm）
    
3. 高剪切，油膜的剪切率與軋制速度有關(guān)，zui高軋制速度可達20m/s.
    
4. 在高溫高壓下金屬產(chǎn)生塑性變形，不斷生成新的接觸面而改變接觸條件，給潤滑增加了困難。
    
5. 熱軋油在極稀濃度下工作，0.5%熱軋油與99.5%水在靜態(tài)混合器混合后噴向工作輥，再經(jīng)冷卻水沖刷，熱軋油的實際工作濃度可能只有0.01%或者更低，因此對熱軋油本身的潤滑性能要求非常高，否則起不到減摩和抗磨作用。

1. 較高的高溫粘度，好的粘附性和離水展著性。
    
2. 部分隔離或減少軋輥與水的直接接觸，減少黑皮的產(chǎn)生及由此引起的磨粒磨損。
    
3. 有適中的摩擦系數(shù)，既要減少軋制力，又要防止打滑。
    
4. 好的流動性和擴散性，防止軋輥局部磨損。
    
5. 較好的熱分解穩(wěn)定性，進入變形區(qū)前不至于燃燒和變質(zhì)，燃燒后灰份可減少打滑機會。
    
6. 無毒，氣味小，符合環(huán)保要求，不損害工人健康。日益嚴格的環(huán)保要求也是對金工油zui大的挑戰(zhàn)之一。
    
7. 好的貯存安定性，不會產(chǎn)生沉淀而堵塞噴嘴和管線。

4.結(jié)論

1. 隨著我國經(jīng)濟的騰飛，金屬加工用油市場越來越廣泛。金屬加工用油具有數(shù)量少，品種多，附加值高的特點。國外公司難以全面占領(lǐng)我國市場，應(yīng)加緊金工用油的開發(fā)，參與競爭。
    
2. 金屬加工用油的工況十分復(fù)雜，但解決摩擦磨損問題是研發(fā)中必須解決的關(guān)鍵問題。環(huán)保問題也是在配方研究中必須認真考慮的問題。
    
3. 加深對切削、沖壓、拉拔、擠壓、壓鑄和軋制幾大類加工中的遇到的共同和不同的摩擦磨損問題的研究，是研發(fā)金工用油的必要的基礎(chǔ)工作。
    
4. 重點開發(fā)金工用油中數(shù)量較大的品種，能取得較好的經(jīng)濟效益。
    
5. 發(fā)展金工用油配套的添加劑系列，包括極壓抗磨劑，油性劑，抗氧劑，防銹劑，乳化劑，破乳劑，消泡劑，殺菌劑等。除了利用現(xiàn)有的商品化添加劑外，還需要根據(jù)特殊工況的需要，采用新技術(shù)，如納米技術(shù)，陶瓷合金表面修復(fù)技術(shù)等，研制新的添加劑品種。
    
6. 鑒于金工用油市場很復(fù)雜，售后服務(wù)要求又很高，走學(xué)校、研究院、廠礦三結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，將推動金工用油國產(chǎn)化，在競爭中處于有利地位。