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汽車鎂鋁合金件加工為什么要用半合成切削液?

時間 : 2024-04-19    作者 :

  從汽車輕量化發(fā)展看,大量采用輕質(zhì)材料是目前汽車輕量化發(fā)展的主要方向。鎂合金具有比鋁合金更小的密度和更高的強度,此外,其降噪、減振性好、易散熱且電導率高,預(yù)計鎂合金壓鑄件將逐漸替代鋁合金成為未來汽車輕量化的主要趨勢。
 

  一、鎂合金加工中切削液的種類選擇
 

  切削液根據(jù)基礎(chǔ)油含量的不同,可分為乳化液、半合成型及全合成型三種:
 

  (1)乳化液:乳化液潤滑性較好、價格較低,很多領(lǐng)域可以替代切削油,但是抗菌性差,在金屬加工中已較少使用。

  用于鎂合金的加工中存在以下問題:乳化液冷卻性能較差,易析皂,不能有效降低加工區(qū)域溫度,容易導致粘刀現(xiàn)象,長菌發(fā)臭。乳化液清洗性能相對較差,不利于排屑,易使切屑劃傷已加工工件表面,導致粗糙度變大;同時,易在工件和機床表面粘附。在切削加工中,鎂合金與水反應(yīng)生成大量鎂離子,容易使陰離子型乳化劑、極性添加劑等組分產(chǎn)生失效,導致切削液失穩(wěn)、加工性能下降等不良影響;且析出物易粘附于工件表面,產(chǎn)生沾污。
 

  (2)全合成型切削液:全合成型切削液不含基礎(chǔ)油,屬于熱力學穩(wěn)定體系,但相比于乳化液和半合成液,全合成切削液其實并不適用于鎂合金切削加工,原因如下:全合成型切削液冷卻性能良好,可迅速降低切削區(qū)溫度,但是因為缺乏基礎(chǔ)油和油性劑加持,導致刀具磨損加快。另外全合成切削液沉降性雖好但是分散性最弱,鎂合金加工其實需要及時排掉系統(tǒng)產(chǎn)生的鎂皂(類似于軋制液系統(tǒng)),維持系統(tǒng)的“生態(tài)平衡”才不會導致鎂皂無限累積。
 

  (3)半合成切削液:半合成切削液是介于乳化型和全合成之間的一個產(chǎn)品,既兼顧了乳化油的潤滑性,又不失全合成的冷卻性和清洗性,同時因為半合成可以及時地排掉鎂合金加工過程中產(chǎn)生的鎂離子(皂),很好地維持系統(tǒng)的“生態(tài)平衡”,所以成為鎂合金加工液的最佳選擇。

 

  二、鎂合金的特征特點

  (1)鎂合金具有:散熱快、質(zhì)量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊、耐磨、衰減性能好及易于回收;另外還有較高的導熱和導電性能、無磁性、屏蔽性好和無毒的特點。廣泛用于攜帶式的器械和汽車行業(yè)中,達到輕量化的目的。
 

  (2)鎂合金的比重雖然比塑料重,但是單位重量的強度和彈性率比塑料高,所以,在同樣的強度零部件的情況下,鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。另外,由于鎂合金的強度也比鋁合金和鐵高,因此,在不減少零部件的強度下,可減輕鋁或鐵的零部件的重量。

 

  三、鎂合金切削液選用
 

  目前來講,鎂合金、鋁合金加工主要有兩個問題:
 

  (1)氫氣產(chǎn)生導致的燃燒爆炸危險;
 

  (2)隨著加工進行切削液中鎂離子含量增高,導致切削液破乳、切削液硬度迅速增加,高硬度條件下切削液極易分層不穩(wěn)定,因此使用壽命很短,需要頻繁更換。所以,切削液的耐硬水性能是加工鎂合金的關(guān)鍵,尤為重要。

  此外,潤滑性能和腐蝕也是需要考慮的。鎂合金切削液屬于高性能長效切削液,對鎂、鋁合金表面有很好的抗氧化保護作用,有極好的潤滑性和極壓性,適合應(yīng)用于鎂合金的各種加工工藝,包括車、銑、鉆、磨、鉸孔、盲孔/通孔攻絲等。鎂合金切削液不含氯、亞硝酸鹽、苯酚等有害物質(zhì),屬于環(huán)保型切削液。

 

  四、鎂合金切削液特點

  (1)鎂合金切削液具有極好的潤滑性和極壓性,特別適合用于鎂、鋁合金加工,不會形成刀瘤,確保加工面(盲孔攻絲等)的光潔度好,保護刀具,減少刀具的磨損;

  (2)對鎂合金表面有很好的保護作用,防止氧化變色;

  (3)抗微生物穩(wěn)定性能強,不容易變質(zhì),使用壽命最長可達1年;清洗性防銹性好,確保工件表面和設(shè)備的清潔和防銹;

  (4)優(yōu)異硬水穩(wěn)定性、有效防止Mg2+過多而導致切削液被乳分離。

 

  半合成切削液具有良好的冷卻性、清洗性、滲透性和硬水穩(wěn)定性,在平衡配方兼具潤滑性和腐蝕緩蝕性的基礎(chǔ)上,將其用于汽車鎂合金零部件的加工中,可帶來高效的冷卻、潤滑、清洗效果,延長刀具使用壽命的同時,提升加工工件的表面質(zhì)量,且有利于改善工件的清潔度、減小后道清洗壓力。半合成切削液在鎂合金零部件加工中的應(yīng)用,有助于新能源汽車輕量化制造,將來還會得到更廣泛的應(yīng)用。