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关于润滑性涂层与微量润滑的发展 |
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| 关于润滑性涂层与微量润滑的发展 |
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作者：未知 文章来源：网上收集 点击数： 更新时间：2009-4-23 20:39:47  |
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润滑性涂层与微量润滑有同样的效果：减少刀具与工件之间的摩擦，防止积屑瘤的形成，因此也形成两者之间的竞争。它们的发展主要是因为干式切削工艺的推广应用。
润滑性涂层在与硬涂层结合使用时，可以发挥充分的作用，其发展方向为：
1.有很高硬度的类金刚石涂层
粗糙的表面、太大的涂层厚度以及主要是被涂硬质合金允许的最大的钴含量(约6%)阻止了金刚石涂层的形成，而新型的热弧工艺能在很低温度下沉积出非晶态的类金刚石涂层。它可以涂覆任何硬质金属、钢、甚至铝制零件。这种涂层的摩擦系数非常低，能够实现无油传动。
2.形成中等硬度的润滑性涂层，如WC/C基涂层
这种涂层在摩擦的跑合阶段显示较高的摩擦系数。然而它比MoS2涂层有更高的耐磨性，它的这种特性使刀具在耐用度后期其表面润滑性也不会由于自抛光效应而变坏。
3. 形成可供使用的真正的软涂层，如MoS2基涂层
它的优点是刀具的跑合过程非常有效，甚至热弧涂层工艺留下的大颗粒也不会堵塞切屑，只要在MoS2被磨掉以前切屑已抛光了这些大颗粒。
从涂层应用领域的整体来看，涂层的发展将保持很大的增长速度(见图8)，因此出现了象Pilze这样的大涂层中心，但它们不能只靠刀具涂层生存下去，必须以低得多的涂层价格招徕零件制造业。相反，那些从事经济地涂覆重磨刀具的小型涂层服务点，倒是经常门庭若市。
微量润滑很适合制造技术的现状，它只要相当少的费用(2000～20000DM)就可实施，方便地附加到现有的机床上，所需要的前提条件也不难解决。
微量润滑是利用流体力学文氏管原理：高速的空气流把油雾化成几乎无质量的液滴。它有两种使用方式：外部的和内部的，与浇注式冷却比较，其微量润滑有很多优点：
1.比浇注乳化液效果更佳，可使每一滴介质完全进入工作区。
2.避免了对刀具的热冲击。
3.和浇注式冷却方式相比，只消耗1/60000的润滑油。
4.工件和切屑都是干的。
5.辅以抽吸装置，可以实现保护环境和维护操作者的健康。
但持怀疑和反对的人也提出了新的异议和指责：
1.要有效地使用微量润滑的内冷却方式，需要新的机床和昂贵的主轴。
2.为了试验微量润滑，有关的机床必须停产较长时间，并需进行复杂的改装。
3.油雾不象浇注式那样可是以收集回来再泵出去，会极大地污染工作环境。
4. 油雾的粒度在10µm以下，甚至1µm，会进入肺里，影响人的健康。
对于上述几点异议的答复是：
1. 实践证明，对现有机床进行微量润滑改装，其高速主轴在高达40,000r/min时仍能可靠工作；
2.为微量润滑开发的ECD刀具夹头，可实现内部的微量润滑方式，而不必改装机床，它用一个旋转装置吸进周围的空气，再从油池里带走油液，送到刀具的内冷却通道里；
3.用浇注式冷却方式，其损耗、输送和使用的费用需要高得多；
4.由小液滴组成的油雾只在密封的管道中流动，从刀具里喷出来时已变成大得多的颗粒。
在微量润滑有上述一些优点的情况下，还需要润滑性涂层吗?回答是肯定的，因为它能使刀具减少摩擦，而微量润滑却达不到这个目的，两者一起可形成有效的组合，其应用已不局限于切削加工。
在德国，微量润滑装置目前每年有10,000套的市场(见图9)，而且还将进一步增加。市场的业绩主要取决于服务的成套程度，那些能迅速提供整个加工过程中有关干式切削成套技术的，包括刀具、微量润滑、涂层，将在市场竞争中取胜。可以预测，在五年之内，德国制造的加工中心中将有5%用微量润滑与润滑性涂层相结合来取代浇注式冷却。关于旋转刀具的一次性使用问题
刀具使用一次以后，在什么情况下可以丢弃?应该是在修理、维护不可能或者很复杂(如特殊的波形刃刀具的重磨必须送到刀具制造厂)，或者修理、维护费比买新的还贵时。没有人认为，价格便宜的硬质合金可转位车刀片、铣刀片应该重磨。现在已把直径较大的钻头做成可转位式，其理由既有技术上的也有经济上的。一方面，对于直径大于16mm的刀具，其刀体所需求的精度用近净成形工艺(如精密压力铸造)已很容易达到；另一方面，用整体硬质合金制作大直径的刀具，其材料的费用太高。
相反，对于小直径刀具，如制成可转位式就没有竞争力，一是刀片槽定位面的尺寸精度只有磨削才能达到；二是这个尺寸段刀具的硬质合合金材料所占的成本较少。而整体硬质合金刀具还具有高的加工效率和精度，以及可很好的重磨和重涂的优势。如果一次性使用，很不经济。但前提是要有一个组织得很好的重磨和重涂服务，使质量和供应都有保障。为此，可把内部的刀具管理委托给外部的公司来承担。
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