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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 :

  從汽車輕量化發展看,大量采用輕質材料是目前汽車輕量化發展的主要方向。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
 

  切削液根據基礎油含量的不同,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域溫度,容易導致粘刀現象,長菌發臭。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生失效,導致切削液失穩、加工性能下降等不良影響;且析出物易粘附于工件表面,產生沾污。
 

  (2)全合成型切削液:全合成型切削液不含基礎油,屬于熱力學穩定體系,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,可迅速降低切削區溫度,但是因為缺乏基礎油和油性劑加持,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產生的鎂皂(類似于軋制液系統),維持系統的“生態平衡”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生的鎂離子(皂),很好地維持系統的“生態平衡”,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、質量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩定性、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,屬于環保型切削液。

 

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

  (4)優異硬水穩定性、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、滲透性和硬水穩定性,在平衡配方兼具潤滑性和腐蝕緩蝕性的基礎上,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用。

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