El líquido de corte también se denomina comúnmente "refrigerante". En el proceso de procesamiento de metales, además de las funciones de lubricación, enfriamiento, eliminación de virutas y prevención de oxidación, también tiene funciones antiespumante, respetuosas con el medio ambiente y antibacterianas. La selección del fluido de corte está relacionada con la calidad de la superficie y la precisión del procesamiento de la pieza de trabajo, y también está estrechamente relacionada con el material que se procesa, el proceso de procesamiento y el material de la herramienta.
1. Materiales típicos de las herramientas CNC.
(1) Acero de alta-rápida
El acero rápido-es un acero para herramientas de alta-aleación con una gran cantidad de elementos de aleación como tungsteno (W), molibdeno (Mo), cromo (Cr) y vanadio (V). El acero de alta velocidad-tiene alta dureza (62HRC ~ 67HRC) y resistencia al calor, y aún puede cortar a temperaturas de corte de hasta 500 grados ~650 grados; el acero rápido-tiene alta resistencia (la resistencia a la flexión es de 2 a 3 veces mayor que la del carburo cementado general y 5 a 6 veces mayor que la de la cerámica) y buena tenacidad, y puede usarse en ocasiones con impacto y vibración; se puede utilizar para procesar una amplia gama de materiales, como metales no-ferrosos, acero estructural, hierro fundido y aleaciones de alta-temperatura. El acero rápido-tiene una buena procesabilidad de fabricación y es fácil de afilar. Es adecuado para la fabricación de diversos tipos de herramientas, especialmente para la fabricación de herramientas con formas complejas como taladros, brochas, herramientas de conformado, herramientas dentadas, etc.
Según el rendimiento de corte, el acero rápido-se puede dividir en acero rápido-normal y acero rápido-de alto-rendimiento; Según el proceso de fabricación, se puede dividir en acero de alta velocidad-de fundición y acero de alta velocidad-metalurgia de polvos.
(2) Carburo cementado
El carburo cementado es un producto pulvimetalúrgico sinterizado en condiciones de alta temperatura utilizando carburos metálicos refractarios de alta-dureza (WC, TiC, etc.) y aglutinantes metálicos (Cr, Ni, etc.). La dureza a temperatura ambiente del carburo cementado alcanza 89HRA~93HRA, y su dureza es 77HRA~85HRA a 760 grados. El carburo cementado también se puede utilizar para cortar a 800 grados ~ 1000 grados. La vida útil de la herramienta es de varias a docenas de veces mayor que la de las herramientas de acero rápido-. Puede procesar una variedad de materiales, incluido el acero endurecido. Sin embargo, la resistencia y tenacidad del carburo cementado son inferiores a las del acero de alta velocidad. Su tenacidad al impacto a temperatura ambiente es sólo de 18 a 130 de la del acero de alta velocidad. Por lo tanto, el carburo cementado tiene poca capacidad para resistir la vibración y el impacto del corte. La Tabla 1 muestra varios tipos de carburo cementado.
(3) Herramientas cerámicas
Las herramientas cerámicas tienen alta dureza, resistencia al desgaste y buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas. Tienen baja afinidad con los metales, no son fáciles de unir con los metales y tienen buena estabilidad química. Las herramientas cerámicas se utilizan principalmente para cortar acero, hierro fundido y sus aleaciones y materiales difíciles-de-cortar. Se pueden utilizar para cortes de velocidad ultra-alta-, cortes de alta-velocidad y corte de materiales duros.
(4) Herramientas superduras
Los materiales superduros se refieren al diamante artificial y al nitruro de boro cúbico (CBN), así como al diamante policristalino (PCD) y al nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN) sinterizados con estos polvos y aglutinantes.
Los materiales superduros tienen una excelente resistencia al desgaste y se utilizan principalmente en cortes de alta-velocidad y en el procesamiento de materiales-difíciles de-cortar.
Tipos comunes de fluidos de corte
Para cumplir con los diferentes requisitos de procesamiento, existen muchos tipos de fluidos de corte. Según su composición química y estado, se pueden dividir en dos categorías: fluidos de corte a base de agua-y fluidos de corte a base de aceite-. Los fluidos de corte que generalmente se diluyen con agua se denominan fluidos de corte a base de agua-y los fluidos de corte que no necesitan diluirse con agua se denominan fluidos de corte a base de aceite-. Los fluidos de corte-a base de agua se utilizan principalmente para enfriar y tienen un rendimiento de lubricación deficiente. Los fluidos de corte a base de agua-de uso común incluyen: emulsiones-a prueba de herrumbre, emulsiones lubricantes-a prueba de herrumbre, emulsiones de presión extrema, microemulsiones, etc.; Los fluidos de corte a base de aceite-se utilizan principalmente para lubricación y tienen efectos deficientes de enfriamiento y limpieza. Los fluidos de corte a base de aceite-de uso común incluyen: aceite mineral puro, aceite graso (o aditivos oleosos) + aceite mineral, aceite de corte inactivo para presión extrema, aceite de corte activo para presión extrema, etc. La composición y las características de aplicación de varios de los principales fluidos de corte se muestran en la Tabla 2.
Selección razonable de fluidos de corte.
(1) Herramientas de acero de alta-velocidad
Este material es una aleación de acero de alta-calidad a base de cromo, níquel, tungsteno, molibdeno y vanadio (algunos también contienen aluminio). Su resistencia al calor es significativamente mayor que la del acero para herramientas y la temperatura máxima permitida puede alcanzar los 600 grados. En comparación con otros materiales metálicos y cerámicos resistentes a altas-temperaturas, el acero de alta-velocidad tiene una serie de ventajas, especialmente su mayor tenacidad, adecuado para piezas de trabajo con formas geométricas complejas y procesamiento de corte continuo, y el acero de alta-velocidad tiene buena maquinabilidad y su precio es fácilmente aceptable.
Debido a la baja dureza al rojo de las herramientas de acero rápido-, se requiere líquido de corte durante su uso. Al cortar a velocidades baja y media, se recomienda utilizar emulsión o fluido de corte a base de aceite-. Al cortar a altas velocidades, debido a la alta generación de calor, es apropiado utilizar fluido de corte a base de agua-. Si se utiliza fluido de corte a base de aceite-, se generará más neblina de aceite, lo que contaminará el medio ambiente y es fácil provocar quemaduras en la pieza de trabajo, reducir la calidad del procesamiento y aumentar el desgaste de la herramienta. Además, se recomienda utilizar una solución acuosa de extrema presión o una emulsión de extrema presión para el procesamiento rugoso, y una emulsión de extrema presión o aceite de corte de extrema presión para el procesamiento fino para reducir la fricción, mejorar la calidad y precisión de la superficie y extender la vida útil de la herramienta.
(2) Herramientas de carburo cementado
El carburo cementado se compone de carburo de tungsteno (WC), carburo de titanio (TiC), carburo de tantalio (TaC) y entre un 5 % y un 10 % de cobalto. Su dureza es mucho mayor que la del acero rápido-. La temperatura de funcionamiento máxima permitida puede alcanzar los 1000 grados. Tiene una excelente resistencia al desgaste y puede reducir la adhesión entre virutas al procesar materiales de acero.
Debido a la buena dureza al rojo de las herramientas de carburo cementado, cuando se procesan materiales en general, generalmente se adopta el corte en seco sin agregar líquido de corte. Sin embargo, durante el corte en seco, el aumento de temperatura de la pieza de trabajo es alto, lo que hace que la pieza de trabajo sea propensa a la deformación térmica y afecta la precisión del procesamiento de la pieza de trabajo. Además, al cortar sin lubricante, la resistencia al corte es grande, lo que aumenta el consumo de energía y acelera el desgaste de la herramienta. Las herramientas de carburo cementado son caras, por lo que, desde un punto de vista económico, el corte en seco no es rentable-.
Al seleccionar el fluido de corte, se debe considerar la sensibilidad del carburo cementado al calor repentino y la herramienta debe calentarse de manera uniforme tanto como sea posible, de lo contrario provocará astillas. Generalmente, los fluidos de corte a base de aceite-tienen una conductividad térmica deficiente y es menos probable que causen un enfriamiento repentino de la herramienta que los fluidos de corte a base de agua-. Por lo tanto, generalmente se utilizan fluidos de corte a base de aceite-que contienen aditivos anti-desgaste. Cuando utilice fluidos de corte para cortar, es importante enfriar la herramienta de manera uniforme. Es mejor enfriar previamente la herramienta antes de comenzar a cortar. Para cortes a alta velocidad-, se debe utilizar un gran flujo de líquido de corte para rociar el área de corte y evitar un calentamiento desigual de la herramienta y que se astille la hoja. Esto también puede reducir la contaminación por vapores de aceite causada por la evaporación debido a una temperatura excesiva.
(3) Herramientas de corte de cerámica
Este material está compuesto por alúmina, metal y carburo sinterizado a altas temperaturas. Su resistencia al desgaste a altas temperaturas-es mejor que la del carburo cementado, por lo que generalmente se utiliza el corte en seco. Teniendo en cuenta el enfriamiento uniforme y evitando temperaturas excesivas, también se suelen utilizar fluidos de corte-a base de agua, pero es mejor verter de forma continua y completa sin interrupción.
(4) Herramientas de corte de diamante
Tiene una dureza extremadamente alta y se utiliza generalmente para corte en seco. Para evitar temperaturas excesivas, como los materiales cerámicos, en muchos casos se utilizan fluidos de corte a base de agua-.
Conclusión
Una selección razonable del fluido de corte según los diferentes materiales de la herramienta no solo puede mejorar la calidad de la superficie y la precisión del mecanizado de la pieza de trabajo, sino también reducir la deformación térmica de la pieza de trabajo y el desgaste de la herramienta, mejorar la durabilidad de la herramienta, reducir los costos de producción y mejorar la eficiencia de la producción. Por lo tanto, se debe prestar atención a esto en producción.
