特效切削液添加劑的摩擦學(xué)特性研究

第35卷第8期材料保護Vol.35 No.82002 年8月MATERIALS PROTECTIONAug. 2002特效切削液添加劑的摩擦學(xué)特性研究徐建生' ,何家勝'顧卡麗2游中流2( 1.武漢化工學(xué)院機械系湖北武漢430074 2.武漢材料保護研究所湖北武漢430010)[摘要]探討了NM-1特效切削液添加劑的制備方法及其摩擦學(xué)性能并與國內外幾種同類(lèi)切削液添加劑做了比較。結果表明:N-I的摩擦因數顯著(zhù)低于HJ-( 國產(chǎn)和GM-x(加拿大產(chǎn))而接近W4Q(美國產(chǎn))其耐磨性顯著(zhù)優(yōu)于H)-I、.CM-2和W40其承載能力( Pp值高于HJ-1和GM-2而稍低于W40。[關(guān)鍵詞]切削液摩擦學(xué)性能潤滑[中圖分類(lèi)號] TH117.2[文獻標識碼] A[文章編號]1001-15602002)08-008-02Tribological Characteristics of Specific Cutting Fluid AdditiveXU Jian-sheng' , HE Jjia-sheng' , GU Ka-liF , YOU Zhong-liu?(1. Department of Mechanical Engineering , Wuhan Institute of Chemical Technology , Wuhan 430074 ; 2.Wuhan Ressearch Institute of Materials Protection , Wuhan 430030 , China)Abstract : The preparation of specific cutting fluid additive NM-1 was studied , as well as its special tribologicalCharaacteristics compared to a few of same additives at home and abroad. Results showed that NM-1 had excellent tribo-logical-characterstics . The coefficient of friction was lower than HJ-1 ( domestic ) and GM-2( Canadian ) and near toW40( American ). The anti-wear property was better than HJ-1 , GM-2 and W40. The loading capacity was higherthan HJ-1 and GM-2 , but only lttle lower than W40.Key words : specific cutting fluid ; tribological Characteristics ; additive content1引言2試驗切削液廣泛應用于黑色金屬和有色金屬的各種切削加工中,2.1 NM-1 添加劑制備發(fā)揮潤滑、冷卻、清洗和防銹等作用1~3。當切削液處于刀具與綜合考慮切削液的潤滑性、防銹性、抗腐敗性、消泡性以及環(huán)工具之間的摩擦過(guò)程中,它的某些添加劑與刀具和工件界面發(fā)生保要求 ,優(yōu)選出特效水基金屬切削液添加劑NM-.1 的配方，各組分物理吸附和化學(xué)吸附或化學(xué)反應在摩擦表面形成剪切強度低并質(zhì)量分數(%分別為多元醇6磷酸酯5鉬酸鈉4三乙醇胺10,有一定承截能力的潤滑膜,該膜性能決定了刀具與工件和刀具與防霉劑15二甲基硅油5非離子表面活性劑20其他35。切屑之間的摩擦特性、刀具磨損和切削過(guò)程的應力狀態(tài)。顯然其將NM-1按質(zhì)量分數2%~4%的比例配制成切削液后按潤滑性能越好外摩擦力、摩擦熱、切削力以及刀具磨損就下降得GB6144-85 的方法測試了該切削液的理化性能指標(見(jiàn)表1 ),可越多減少和防止形成粘著(zhù)積屑瘤的能力就越強使切削過(guò)程的見(jiàn)特效水基金屬切削液NM-1的主要理化指標達到國家標準要摩擦能耗低、刀具磨損小使用壽命長(cháng)被加工件表面粗糙度低和求表面質(zhì)量提高。表1 NM-1 金屬切削液的理化性能測試結果水基切削液經(jīng)濟性好、制造方便、冷卻性能好、使用濃度易于檢驗項目測試結果_CB 6144-85指標控制、使用周期長(cháng)并可用補液的方法來(lái)調整濃度機床、工件和原液外觀(guān)淡黃色均勻液體均相、無(wú)分層沉淀液箱等易清洗但它們的潤滑性能卻較差45]。隨著(zhù)機械加工向透明度淺灰色透明透明或半透明高速、強力精密等方向迅速發(fā)展對切削液的潤滑性提出了越來(lái)pH值8.5-9.48.0~ 10.0越高的要求因此提高水基切削液的潤滑性是亟待研究的重要防銹性(灰口鑄鐵)課題。單片/h48,A級本文擬研究新型特效水基金屬切削液添加劑NM-1的制備、疊片/h10,A級切削性能及其摩擦學(xué)特性。消泡性(ml min-")中國煤化工92.2試驗 條件YHCNMHG摩擦試驗機分別為球盤(pán)摩擦試驗機和四球機。球盤(pán)摩擦[收稿日期] 2002 -03- 15試驗機是用武漢理工大學(xué)摩擦學(xué)研究所研制的銷(xiāo)盤(pán)試驗機改裝特效切削液添加劑的摩擦學(xué)特性研究而成上試樣為φ60的圓盤(pán)由主軸帶動(dòng)作旋轉運動(dòng)端面為摩擦面,下試樣為中6的單個(gè)圓球,圓球中心線(xiàn)與主軸軸線(xiàn)偏心距為15 mm摩擦副接觸形式為點(diǎn)接觸摩擦線(xiàn)速度( v為0.56 m/s軸向載荷p為210N環(huán)境溫度為室溫摩擦試驗時(shí)間為10min每個(gè)試驗重復5次取平均值。試驗介質(zhì)分別為特效水基金屬切削液添加劑NM-(自制)國產(chǎn)HJ-1切削液添加劑、美國威馳公司的W40切削液添加劑和加拿大Bear 公司GM-2切削液添加劑，以上添加劑均按質(zhì)量分數3%的比例配制成相對應的切削液。(a)H-1 .( b)GM-23結果及討論摩擦試驗結果由試驗系統傳送至計算機自動(dòng)處理系統在線(xiàn)顯示并記錄。磨損試驗結果利用武漢材料保護研究所研制的ImageView系統處理顯示即顯示圓球試樣磨損表面的磨斑寬度。3.1摩擦因數 .圖1為幾種試驗介質(zhì)在前述的試驗條件下其摩擦因數隨試( e)W-40( d)NM-1驗時(shí)間的變化趨勢圖。圖2不同介質(zhì)中鋼球試樣摩擦表面形貌圖0.093.3承載能力， 0.08 t在四球試驗機上做了切削液試驗介質(zhì)的最大無(wú)咬死載荷足0.06-GM2(Pp)值(見(jiàn)表2),可見(jiàn)幾種切削液試驗介質(zhì)的Pp值仍以NM-1和W-40的較大表明其極壓性能較好。0.04表2幾種切削液 試驗介質(zhì)的最大無(wú)咬死載荷( Pp)值比較8 10NM-1H)-1GM-2W40摩擦因數0.0590.0750.073 ..058圖1幾種試驗 介質(zhì)的摩擦因數與摩擦時(shí)間的關(guān)系Pp/N60_5248010由圖1可見(jiàn)HJ-1的摩擦因數較高,試驗啟始為0.076左右,在3 min左右升至最高點(diǎn)0.084然后緩慢下降穩定在0.076~4結論0.079在試驗結束時(shí)其值為0.079 ;CM-2的摩擦因數亦較低試驗啟始為0.049然后緩慢上升試驗結束時(shí)仍處于上升狀態(tài)達NM-1添加劑配制的金屬切削液理化指標符合國家標準摩到0.064 ;NM-1的摩擦因數較低試驗啟始為0.048然后緩慢上擦學(xué)性能與國內外同類(lèi)添加劑比較其摩擦因數比H-1和GM-2升8 min時(shí)達到最高點(diǎn)0.057隨后基本穩定試驗結束時(shí)其值為的分別降低了27 .85%和10.94% ,比w40高1. 78%淇耐磨性比0.057 ;W.40的摩擦因數最低試驗啟始為0.045然后緩慢上升8H-1、GM-2和W40的分別提高了27. 14% ,15%和15%其承載能;min時(shí)達到最高點(diǎn)0. 056 ,隨后基本穩定在0.056。由此可見(jiàn):力P; )比HJ-1和GM-2的分別提高了7. 69%和16. 67% ,而比.N-1的摩擦因數比HJ-1和GM-2的顯著(zhù)減少,分別減少了W40的低8.19%。27. 85%和10.94%而與W40的較接近,只高了1.78%。[參考文獻]3.2耐磨性在所選的4種切削液試驗介質(zhì)中進(jìn)行圓球摩擦試驗時(shí).Hu.1 [1] Pauls ,alapy AB. Derninin and omoro a gnlig xom lemperature under cryogenid J ]. Int Mach Tools Manufact , 1996 36 4) 55 ~的磨斑寬度最大( 1. 40 mm );M-1的磨斑寬度最小( 1.02 mm);59GM-2和W-40的磨損寬度居中( 1.20 mm)切削液NM-1的耐磨2 ]錢(qián)海春馮志群.高效合成潤滑切削液及廢液再生[J]潤滑與密.損性能最好,與H)-1、 GM-2和W40比較,其磨斑分別減小了封, 1998(3).27. 14%、15 .00%和15.00% ;這表明,NM-1在耐磨損性能上已超[ 3]楊鶴高永建等.水基金 屬切削液添加劑的研究進(jìn)展[ J].化學(xué)研過(guò)國內外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。究200(4)54-59.圖2為磨損試樣表面的形貌圖?？梢?jiàn):H)-1的磨斑寬度最[4]石淼森.切削中的摩擦與切削液M].北京中國鐵道出版社19949.大，且磨痕較深;GM-2的磨痕亦較大磨痕最深;W-40的磨損寬[ 5 ]孫建國劉鎮昌李久立.現代切削液的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢[ J].工具度稍大摩擦表面較光滑;NM-1的磨斑寬度最小。從摩擦表面質(zhì)技術(shù),000(4)11~-12.量看,自制的切削液NM-I和W_40的磨損性能相對較好。中國煤化工輯張帆]歡迎訪(fǎng)問(wèn)《材料保護》雜志網(wǎng)站(http://www.mat-pro.comt，從迎物恫。DHCNMHG9