人類使用切削液的歷史可以追溯到遠古時代。人們在磨制石器、銅器和鐵器時,就知道澆水可以提率和質(zhì)量。在古羅馬時代,車削活塞泵的鑄件時就使用橄欖油,16世紀使用牛脂和水溶劑來拋光金屬盔甲。從1775年英國的約翰·威爾金森(J.Wilkinson)為了加工瓦特蒸汽機的汽缸而研制成功鏜床開始,伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應用。到1860年經(jīng)歷了漫長發(fā)展后,車、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機床相繼出現(xiàn),也標志著切削液開始較大規(guī)模的應用。
1945年在美國研制出種無油合成切削液,全球一款全合成金屬切削液由Cimcool辛辛那提銑床公司(后更名為辛辛那提—米拉克龍)率先研制成功,并且以獨特的粉紅色來標記該產(chǎn)品,CIMCOOL 是革命性的。在其誕生的1945年,切削液只有純油和像牛奶一樣的乳化液可選。 CIMCOOL由于是水基產(chǎn)品,其冷卻性能是純油的2倍,與油不一樣的,它沒有煙霧、不會有火災隱患,加工后的部件清潔。與乳化液相似,CIMCOOL保持了出色的冷卻性能,借助獨特的化學合成潤滑劑,其潤滑性得以發(fā)展,允許更高的切削速度并改善了刀具壽命。CIMCOOL對攻擊顯示出較高的抵抗能力,它的透明性能對于工業(yè)來說樂于接受。CIMCOOL是金屬加工液體科技領域向前邁出的意味深長的一步,其它公司紛紛轉(zhuǎn)而研發(fā)化學金屬加工液推動了切削液技術的發(fā)展。隨著先進制造技術的深入發(fā)展和人們環(huán)境保護意識的加強,對切削液技術提出了新的要求,它必將推動切削液技術向更高領域發(fā)展。
潤滑
金屬切削加工液(簡稱切削液)在切削過程中的潤滑作用,可以減小前刀面與切屑、后刀面與已加工表面間的摩擦,形成部分潤滑膜,從而減小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削過程中,加入磨削液后,磨削液滲入砂輪磨粒-工件及磨粒-磨屑之間形成潤滑膜,使界面間的摩擦減小,防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑,從而減小磨削力和摩擦熱,提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。
鋯酸鹽沉淀結(jié)晶成膜:當表面離解出的ZrF6-,與溶解中的金屬離子Fe2+達到溶度積常數(shù)Ksp時,就會形成鋯酸鹽沉淀。
Fe2++ ZrF62-+H2O — FeZrF6+2H20
鋯酸鹽沉淀與水分子一起形成成膜物質(zhì),以[Zr]為膜晶核不斷堆積,晶核繼續(xù)長大成為晶粒,無數(shù)個晶粒堆積形成轉(zhuǎn)化膜。硅烷化處理和陶化處理都可稱之為無磷成膜處理,目前市場上還有其它方式的無磷成膜處理方法,這些新技術與硅烷化或陶化處理有很多相似之處,一般都含有微量甚至不含重金屬和磷酸鹽,不需要表調(diào),可處理多種板材等,處理時間短,可以提高生產(chǎn)效率,在節(jié)能減排方面具有相當大的優(yōu)勢,無磷成膜技術必將成為未來鋼鐵表面化學轉(zhuǎn)化膜的主要處理方式。