O fluido de corte também é comumente referido como "refrigerante". No processo de processamento de metais, além das funções de lubrificação, resfriamento, remoção de cavacos e prevenção de ferrugem, também possui funções anti-espumantes, ecologicamente corretas e antibacterianas. A seleção do fluido de corte está relacionada à qualidade da superfície e à precisão do processamento da peça, e também está intimamente relacionada ao material que está sendo processado, ao processo de processamento e ao material da ferramenta.
1. Materiais típicos de ferramentas CNC
(1) Aço-de alta velocidade
O aço rápido-é um aço para ferramentas-de alta liga com uma grande quantidade de elementos de liga, como tungstênio (W), molibdênio (Mo), cromo (Cr) e vanádio (V). O aço rápido- tem alta dureza (62HRC ~ 67HRC) e resistência ao calor, e ainda pode cortar em temperaturas de corte de até 500 graus ~650 graus; o aço rápido- tem alta resistência (a resistência à flexão é 2 a 3 vezes maior que a do metal duro geral e 5 a 6 vezes maior que a da cerâmica) e boa tenacidade, e pode ser usado em ocasiões com impacto e vibração; ele pode ser usado para processar uma ampla variedade de materiais, como metais não-ferrosos, aço estrutural, ferro fundido e ligas-de alta temperatura. O aço rápido-tem boa processabilidade de fabricação e é fácil de afiar. É adequado para a fabricação de diversos tipos de ferramentas, especialmente para a fabricação de ferramentas com formatos complexos, como brocas, broches, ferramentas de conformação, ferramentas de engrenagens, etc.
De acordo com o desempenho de corte, o aço rápido-de alta velocidade pode ser dividido em aço rápido-comum e aço rápido-de alto{3}}desempenho; de acordo com o processo de fabricação, pode ser dividido em fundição de aço rápido-e aço rápido-para metalurgia do pó.
(2) Metal duro
O metal duro é um produto da metalurgia do pó sinterizado sob condições de alta temperatura usando carbonetos metálicos refratários de alta-dureza (WC, TiC, etc.) e ligantes metálicos (Cr, Ni, etc.). A dureza do metal duro à temperatura ambiente atinge 89HRA ~ 93HRA, e sua dureza é 77HRA ~ 85HRA a 760 graus. O metal duro também pode ser usado para cortar a 800 graus ~ 1000 graus. A vida útil da ferramenta é dezenas de vezes maior que a das ferramentas-de aço rápido. Pode processar uma variedade de materiais, incluindo aço endurecido. No entanto, a resistência e a tenacidade do metal duro são inferiores às do aço rápido.-. Sua resistência ao impacto à temperatura ambiente é de apenas 18 a 130% daquela do aço rápido-. Portanto, o metal duro tem pouca capacidade de suportar vibrações e impactos de corte. A Tabela 1 mostra vários tipos de metal duro.
(3) Ferramentas cerâmicas
As ferramentas de cerâmica têm alta dureza, resistência ao desgaste e boas propriedades mecânicas em altas-temperaturas. Eles têm baixa afinidade com metais, não são fáceis de ligar com metais e possuem boa estabilidade química. As ferramentas cerâmicas são usadas principalmente no corte de aço, ferro fundido e suas ligas e materiais-de{4}}difíceis de cortar. Eles podem ser usados para corte em velocidade ultra-alta-, corte em alta-velocidade e corte de materiais duros.
(4) Ferramentas superduras
Os materiais superduros referem-se ao diamante artificial e ao nitreto cúbico de boro (CBN), bem como ao diamante policristalino (PCD) e ao nitreto cúbico de boro policristalino (PCBN) sinterizados com esses pós e ligantes.
Materiais superduros têm excelente resistência ao desgaste e são usados principalmente em cortes em alta-velocidade e no processamento de materiais-difíceis de-cortar.
Tipos comuns de fluidos de corte
Para atender aos diferentes requisitos de processamento, existem muitos tipos de fluidos de corte. De acordo com sua composição química e estado, eles podem ser divididos em duas categorias: fluidos de corte à base de-água e fluidos de corte à base de óleo-. Os fluidos de corte que geralmente são diluídos em água são chamados de fluidos de corte à base de água, e os fluidos de corte que não precisam ser diluídos em água são chamados de fluidos de corte à base de óleo. Os fluidos de corte-à base de água são usados principalmente para resfriamento e têm baixo desempenho de lubrificação. Os fluidos de corte-à base de água comumente usados incluem: emulsões-à prova de ferrugem, emulsões-lubrificantes à prova de ferrugem, emulsões de extrema pressão, microemulsões, etc.; fluidos de corte-à base de óleo são usados principalmente para lubrificação e têm efeitos fracos de resfriamento e limpeza. Os fluidos de corte à base de óleo comumente usados incluem: óleo mineral puro, óleo graxo (ou aditivos oleosos) + óleo mineral, óleo de corte de extrema pressão inativo, óleo de corte de extrema pressão ativo, etc. A composição e características de aplicação de vários fluidos de corte principais são mostradas na Tabela 2.
Seleção razoável de fluidos de corte
(1) Ferramentas-de aço rápido
Este material é uma liga de aço-de alta qualidade à base de cromo, níquel, tungstênio, molibdênio e vanádio (alguns também contêm alumínio). Sua resistência ao calor é significativamente maior do que a do aço para ferramentas, e a temperatura máxima permitida pode chegar a 600 graus. Comparado com outros materiais metálicos e cerâmicos resistentes a altas-temperaturas, o aço rápido-tem uma série de vantagens, especialmente tem maior tenacidade, adequado para peças com formas geométricas complexas e processamento de corte contínuo, e o aço rápido-tem boa usinabilidade e é facilmente aceitável em preço.
Devido à baixa dureza vermelha das ferramentas de aço rápido-, é necessário fluido de corte durante o uso. Ao cortar em velocidades baixas e médias, recomenda-se usar fluido de corte ou emulsão-à base de óleo. Ao cortar em altas velocidades, devido à alta geração de calor, é apropriado usar fluido de corte à base de água. Se for usado-fluido de corte à base de óleo, mais névoa de óleo será gerada, poluindo o meio ambiente e é fácil causar queimaduras na peça de trabalho, reduzir a qualidade do processamento e aumentar o desgaste da ferramenta. Além disso, é recomendado o uso de solução aquosa de extrema pressão ou emulsão de extrema pressão para processamento bruto, e emulsão de extrema pressão ou óleo de corte de extrema pressão para processamento fino para reduzir o atrito, melhorar a qualidade e precisão da superfície e prolongar a vida útil da ferramenta.
(2) Ferramentas de metal duro
O metal duro é composto de carboneto de tungstênio (WC), carboneto de titânio (TiC), carboneto de tântalo (TaC) e 5% a 10% de cobalto. Sua dureza é muito maior que a do aço rápido-. A temperatura operacional máxima permitida pode chegar a 1000 graus. Possui excelente resistência ao desgaste e pode reduzir a adesão entre cavacos no processamento de materiais de aço.
Devido à boa dureza vermelha das ferramentas de metal duro, no processamento de materiais em geral, o corte a seco é geralmente adotado sem adição de fluido de corte. No entanto, durante o corte a seco, o aumento da temperatura da peça é alto, o que torna a peça propensa à deformação térmica e afeta a precisão do processamento da peça. Além disso, ao cortar sem lubrificante, a resistência ao corte é grande, o que aumenta o consumo de energia e acelera o desgaste da ferramenta. Ferramentas de metal duro são caras, portanto, do ponto de vista econômico, o corte a seco não é-econômico.
Ao selecionar o fluido de corte, a sensibilidade do metal duro ao calor repentino deve ser considerada, e a ferramenta deve ser aquecida uniformemente tanto quanto possível, caso contrário causará lascamento. Geralmente, os fluidos de corte-à base de óleo têm baixa condutividade térmica e são menos propensos a causar resfriamento repentino da ferramenta do que os fluidos de corte à base-de água. Portanto, geralmente são usados fluidos de corte-à base de óleo contendo aditivos-antidesgaste. Ao usar fluidos de corte para corte, é importante resfriar a ferramenta uniformemente. É melhor pré-resfriar a ferramenta antes de iniciar o corte. Para corte em alta-velocidade, um grande fluxo de fluido de corte deve ser usado para pulverizar a área de corte para evitar aquecimento desigual da ferramenta e lascamento da lâmina. Isso também pode reduzir a poluição por vapores de óleo causada pela evaporação devido à temperatura excessiva.
(3) Ferramentas de corte de cerâmica
Este material é feito de alumina, metal e metal duro sinterizados em altas temperaturas. Sua resistência ao desgaste em altas-temperaturas é melhor que a do metal duro, portanto o corte a seco geralmente é usado. Considerando o resfriamento uniforme e evitando temperaturas excessivas, fluidos de corte-à base de água também são frequentemente usados, mas é melhor despejar contínua e completamente, sem interrupção.
(4) Ferramentas de corte de diamante
Possui dureza extremamente alta e geralmente é utilizado para corte a seco. Para evitar temperaturas excessivas, como materiais cerâmicos, fluidos de corte-à base de água são usados em muitos casos.
Conclusão
A seleção razoável do fluido de corte de acordo com os diferentes materiais da ferramenta pode não apenas melhorar a qualidade da superfície e a precisão da usinagem da peça, mas também reduzir a deformação térmica da peça e o desgaste da ferramenta, melhorar a durabilidade da ferramenta, reduzir custos de produção e melhorar a eficiência da produção. Portanto, deve-se prestar atenção na produção.
