ويشار أيضًا إلى سائل القطع باسم "سائل التبريد". في عملية معالجة المعادن، بالإضافة إلى وظائف التشحيم والتبريد وإزالة الرقائق ومنع الصدأ، فإنها تتمتع أيضًا بوظائف مضادة-للرغوة وصديقة للبيئة ومضادة للبكتيريا. يرتبط اختيار سائل القطع بجودة السطح ودقة معالجة قطعة العمل، ويرتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بالمواد التي تتم معالجتها وعملية المعالجة ومواد الأداة.
1. المواد النموذجية لأدوات CNC
(1) فولاذ عالي السرعة-.
الفولاذ عالي السرعة- عبارة عن سبائك فولاذية عالية-تحتوي على كمية كبيرة من عناصر صناعة السبائك مثل التنغستن (W)، والموليبدينوم (Mo)، والكروم (Cr)، والفاناديوم (V). يتمتع الفولاذ عالي السرعة - بصلابة عالية (62HRC ~ 67HRC) ومقاومة للحرارة، ولا يزال من الممكن قطعه عند درجات حرارة القطع التي تصل إلى 500 درجة ~650 درجة؛ يتمتع الفولاذ عالي السرعة - بقوة عالية (قوة الانحناء هي 2 ~ 3 أضعاف قوة الكربيد الأسمنتي العام و5 ~ 6 أضعاف قوة السيراميك) وصلابة جيدة، ويمكن استخدامه في المناسبات التي بها تأثير واهتزاز؛ ويمكن استخدامه لمعالجة مجموعة واسعة من المواد مثل-المعادن غير الحديدية، والفولاذ الإنشائي، والحديد الزهر، والسبائك-ذات درجات الحرارة العالية. يتميز الفولاذ عالي السرعة-بقابلية معالجة تصنيعية جيدة كما أنه من السهل شحذه. إنها مناسبة لتصنيع أنواع مختلفة من الأدوات، خاصة أدوات التصنيع ذات الأشكال المعقدة مثل المثاقب والدبابيس وأدوات التشكيل وأدوات التروس وغيرها.
وفقًا لأداء القطع، يمكن تقسيم-الفولاذ عالي السرعة إلى فولاذ عادي عالي السرعة-وفولاذ-عالي السرعة-عالي الأداء؛ وفقًا لعملية التصنيع، يمكن تقسيمها إلى صهر الفولاذ عالي السرعة- وتعدين المساحيق عالي السرعة-الصلب.
(2) كربيد الأسمنت
الكربيد الأسمنتي عبارة عن منتج تعدين مساحيق يتم تلبيدته تحت ظروف درجة حرارة عالية باستخدام كربيدات معدنية عالية المقاومة للحرارة (WC، TiC، إلخ.) ومواد رابطة معدنية (Cr، Ni، إلخ.) تحت ظروف درجة حرارة عالية. تصل صلابة الكربيد الأسمنتي في درجة حرارة الغرفة إلى 89HRA~93HRA، وصلابته هي 77HRA~85HRA عند 760 درجة. يمكن أيضًا استخدام الكربيد الأسمنتي للقطع عند 800 درجة ~ 1000 درجة. عمر الأداة أعلى عدة مرات إلى عشرات المرات من عمر الأدوات الفولاذية عالية السرعة. يمكنها معالجة مجموعة متنوعة من المواد بما في ذلك الفولاذ المقسى. ومع ذلك، فإن قوة ومتانة الكربيد الأسمنتي أقل جودة من تلك الموجودة في الفولاذ عالي السرعة-. تبلغ متانة الصدمات في درجة حرارة الغرفة 18 إلى 130 فقط من تلك التي يتمتع بها الفولاذ عالي السرعة-. ولذلك، فإن الكربيد الأسمنتي لديه قدرة ضعيفة على تحمل اهتزاز القطع وتأثيره. يوضح الجدول 1 عدة أنواع من الكربيد الأسمنتي.
(3) أدوات السيراميك
تتميز الأدوات الخزفية بصلابة عالية، ومقاومة للتآكل، وخصائص ميكانيكية جيدة عند تحمل درجات الحرارة العالية. لديهم تقارب منخفض مع المعادن، وليس من السهل ربطها بالمعادن، ولها استقرار كيميائي جيد. تُستخدم الأدوات الخزفية بشكل أساسي في قطع الفولاذ والحديد الزهر وسبائكه والمواد التي يصعب قطعها--. ويمكن استخدامها للقطع فائق السرعة-عالي-والقطع عالي السرعة-وقطع المواد الصلبة.
(4) أدوات فائقة الصلابة
تشير المواد فائقة الصلابة إلى الماس الاصطناعي ونيتريد البورون المكعب (CBN)، بالإضافة إلى الماس متعدد البلورات (PCD) ونيتريد البورون المكعب متعدد البلورات (PCBN) الملبد بهذه المساحيق والمواد الرابطة.
تتميز المواد فائقة الصلابة بمقاومة ممتازة للتآكل وتستخدم بشكل رئيسي في القطع عالي السرعة- ومعالجة المواد التي يصعب قطعها--.
الأنواع الشائعة من سوائل القطع
لتلبية متطلبات المعالجة المختلفة، هناك أنواع عديدة من سوائل القطع. وفقًا لتركيبها الكيميائي وحالتها، يمكن تقسيمها إلى فئتين: سوائل القطع ذات الأساس المائي-وسوائل القطع ذات الأساس الزيتي-. تسمى سوائل القطع التي يتم تخفيفها بالماء عمومًا باسم -سوائل القطع ذات الأساس المائي، وتسمى سوائل القطع التي لا تحتاج إلى تخفيفها بالماء بسوائل القطع ذات الأساس الزيتي-. تُستخدم سوائل القطع ذات الأساس المائي- بشكل أساسي للتبريد ولها أداء تزييت ضعيف. تشتمل سوائل القطع ذات الأساس المائي- الشائعة الاستخدام على: مستحلبات-مقاومة للصدأ، ومستحلبات مواد تشحيم مقاومة للصدأ-، ومستحلبات ضغط شديد، ومستحلبات دقيقة، وما إلى ذلك؛ تُستخدم سوائل القطع المعتمدة على الزيت- بشكل أساسي في التشحيم ولها تأثير سيئ في التبريد والتنظيف. تتضمن سوائل القطع المعتمدة على الزيوت- الشائعة الاستخدام ما يلي: الزيوت المعدنية النقية، والزيوت الدهنية (أو المضافات الزيتية) + الزيوت المعدنية، وزيت القطع عالي الضغط غير النشط، وزيت القطع عالي الضغط النشط، وما إلى ذلك. ويوضح الجدول 2 خصائص التركيب والتطبيق للعديد من سوائل القطع الرئيسية.
اختيار معقول لسوائل القطع
(1) أدوات فولاذية عالية السرعة-.
هذه المادة عبارة عن -سبائك فولاذية عالية الجودة تعتمد على الكروم والنيكل والتنغستن والموليبدينوم والفاناديوم (يحتوي بعضها أيضًا على الألومنيوم). مقاومتها للحرارة أعلى بكثير من مقاومة فولاذ الأدوات، ويمكن أن تصل درجة الحرارة القصوى المسموح بها إلى 600 درجة. بالمقارنة مع -المواد المعدنية والسيراميك الأخرى المقاومة لدرجات الحرارة العالية، يتمتع الفولاذ عالي السرعة-بسلسلة من المزايا، لا سيما أنه يتميز بصلابة أعلى، ومناسب لقطع العمل ذات الأشكال الهندسية المعقدة ومعالجة القطع المستمرة، كما أن الفولاذ عالي السرعة -يتمتع بقابلية تصنيع جيدة ويمكن قبوله بسهولة من حيث السعر.
ونظرًا للصلابة الحمراء الضعيفة للأدوات الفولاذية عالية السرعة-، يلزم استخدام سائل القطع أثناء الاستخدام. عند القطع بسرعات منخفضة ومتوسطة، يوصى باستخدام سائل القطع أو المستحلب المعتمد على الزيت-. عند القطع بسرعات عالية، وبسبب توليد الحرارة العالية، فمن المناسب استخدام سائل القطع المعتمد على الماء. إذا تم استخدام سائل القطع المعتمد على الزيت-، فسيتم توليد المزيد من رذاذ الزيت، مما يؤدي إلى تلويث البيئة، ومن السهل التسبب في حروق قطع العمل، وتقليل جودة المعالجة، وزيادة تآكل الأدوات. بالإضافة إلى ذلك، يوصى باستخدام محلول مائي عالي الضغط أو مستحلب عالي الضغط للمعالجة الخشنة، ومستحلب عالي الضغط أو زيت قطع عالي الضغط للمعالجة الدقيقة لتقليل الاحتكاك، وتحسين جودة السطح ودقته، وإطالة عمر الأداة.
(2) أدوات كربيد الأسمنت
يتكون الكربيد الأسمنتي من كربيد التنجستن (WC)، وكربيد التيتانيوم (TiC)، وكربيد التنتالوم (TaC)، و5% إلى 10% من الكوبالت. صلابته أعلى بكثير من الفولاذ عالي السرعة-. يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى المسموح بها إلى 1000 درجة. إنها تتمتع بمقاومة تآكل ممتازة ويمكن أن تقلل من الالتصاق بين الرقائق عند معالجة المواد الفولاذية.
بسبب الصلابة الحمراء الجيدة لأدوات الكربيد الأسمنتي، عند معالجة المواد العامة، يتم اعتماد القطع الجاف بشكل عام دون إضافة سائل القطع. ومع ذلك، أثناء القطع الجاف، يكون ارتفاع درجة حرارة قطعة العمل مرتفعًا، مما يجعل قطعة العمل عرضة للتشوه الحراري ويؤثر على دقة معالجة قطعة العمل. علاوة على ذلك، عند القطع بدون مواد تشحيم، تكون مقاومة القطع كبيرة، مما يزيد من استهلاك الطاقة ويسرع من تآكل الأداة. تعد أدوات الكربيد الأسمنتي باهظة الثمن، لذا من وجهة نظر اقتصادية، فإن القطع الجاف ليس فعالاً من حيث التكلفة-.
عند اختيار سائل القطع، يجب مراعاة حساسية الكربيد الأسمنتي للحرارة المفاجئة، ويجب تسخين الأداة بالتساوي قدر الإمكان، وإلا فإنها ستتسبب في التقطيع. بشكل عام، تتميز سوائل القطع التي تعتمد على الزيت-بتوصيل حراري ضعيف ومن غير المرجح أن تسبب تبريدًا مفاجئًا للأداة مقارنة بسوائل القطع التي تعتمد على الماء-. لذلك، يتم استخدام سوائل القطع ذات الأساس الزيتي والتي تحتوي على إضافات مضادة للتآكل- بشكل عام. عند استخدام سوائل القطع للقطع، من المهم تبريد الأداة بالتساوي. من الأفضل تبريد الأداة-مسبقًا قبل البدء في القطع. بالنسبة إلى{10}}القطع بسرعة عالية، يجب استخدام تدفق كبير من سائل القطع لرش منطقة القطع لتجنب التسخين غير المتساوي للأداة وتقطيع الشفرة. وهذا يمكن أن يقلل أيضًا من تلوث دخان الزيت الناتج عن التبخر بسبب درجة الحرارة الزائدة.
(3) أدوات القطع الخزفية
هذه المادة مصنوعة من الألومينا والمعادن والكربيد الملبدة في درجات حرارة عالية. إن مقاومته للتآكل في درجات الحرارة العالية-أفضل من مقاومة الكربيد الأسمنتي، لذلك يتم استخدام القطع الجاف بشكل عام. مع الأخذ في الاعتبار التبريد الموحد وتجنب درجات الحرارة الزائدة، غالبًا ما يتم أيضًا استخدام-سوائل القطع ذات الأساس المائي، ولكن من الأفضل الصب بشكل مستمر وكامل دون انقطاع.
(4) أدوات قطع الماس
إنه ذو صلابة عالية للغاية ويستخدم بشكل عام في القطع الجاف. لتجنب درجات الحرارة المفرطة، كما هو الحال مع المواد الخزفية، يتم استخدام-سوائل القطع ذات الأساس المائي في العديد من الحالات.
خاتمة
إن الاختيار المعقول لسائل القطع وفقًا لمواد الأدوات المختلفة لا يؤدي فقط إلى تحسين جودة السطح ودقة المعالجة لقطعة العمل، ولكن أيضًا يقلل من التشوه الحراري لقطعة العمل وتآكل الأداة، ويحسن متانة الأداة، ويقلل تكاليف الإنتاج، ويحسن كفاءة الإنتاج. ولذلك ينبغي الاهتمام بها في الإنتاج.
