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    在金屬切削和金屬加工企業(yè)中，使用冷卻液是一件非常普遍的事。但它也給工業(yè)企業(yè)帶來了一定的問題，如機(jī)床冷卻潤(rùn)滑設(shè)備的費(fèi)用可達(dá)機(jī)床采購(gòu)?fù)顿Y的百分之幾；增加了企業(yè)要上繳的環(huán)境保護(hù)稅、工業(yè)污染物和排污費(fèi)用。這些都提高了機(jī)床設(shè)備的附加成本。如果冷卻液處理不當(dāng)，還會(huì)增加環(huán)境污染，損害人身健康。因此，近幾年來，希望使用干式冷卻潤(rùn)滑的呼聲和愿望越來越強(qiáng)烈。但是至今為止，各種各樣的干式冷卻潤(rùn)滑技術(shù)都不能在提高切削加工表面質(zhì)量的同時(shí)提高刀具的使用壽命。而替代干式冷卻潤(rùn)滑的最佳解決方案是最小量冷卻潤(rùn)滑（簡(jiǎn)稱MMKS）。
    空氣/油溶合冷卻
    這種利用空氣和潤(rùn)滑油噴射到冷卻作用點(diǎn)的工藝在眾多的冷卻潤(rùn)滑方法中是非常可靠和具有說服力的。在鋁合金、有色金屬合金、低合金滲碳鋼和工具鋼的銑削和車削加工中，這一技術(shù)得到了成功的應(yīng)用。冷卻液生產(chǎn)廠Oelheld公司參與了大量的研究和項(xiàng)目開發(fā)，以便挖掘MMKS最小量冷卻潤(rùn)滑更大的應(yīng)用領(lǐng)域。
    他們參加的其中一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，是用最小量冷卻技術(shù)替代大量冷卻的不銹鋼鉆削技術(shù)項(xiàng)目，而不銹鋼是一種非常難切削的金屬材料。對(duì)于這種高合金的X90CrMoV18不銹鋼材料（含鉻18%，鉬1.3%，釩0.12%），最小量冷卻潤(rùn)滑技術(shù)的使用的確是一個(gè)要求很高的攻關(guān)項(xiàng)目。這種高合金鋼有著很好的耐腐蝕性能，是適合制作高耐磨性零件（如滾動(dòng)軸承）或制作外科手術(shù)器械的材料。在加工這種金屬材料時(shí)，鉆削加工產(chǎn)生的、傳導(dǎo)到孔口銳角處的熱量是必須解決的一個(gè)難題。冷卻不足會(huì)使鉆削刀具很快磨損，鉆頭切削刃產(chǎn)生塑性變形最終將會(huì)使其失去切削能力。在通常情況下，最小量冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)的冷卻潤(rùn)滑材料是以礦物油、潤(rùn)滑酯和合成油為基本材料制成的。而這種基礎(chǔ)材料制造的最小量冷卻潤(rùn)滑材料在最小量冷卻潤(rùn)滑中的效果卻不明顯，即使使用不同的添加劑，也達(dá)不到大流量冷卻潤(rùn)滑時(shí)刀具的耐用度。
    在加工這種材料時(shí)，由于冷卻潤(rùn)滑量不足，還加重了積屑瘤的形成，而且由于切屑的溫度較高和變形較大，使得斷屑性能變差。因此，有必要對(duì)所使用的鉆頭在其幾何形狀、尺寸、基材和表面涂層材料等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。鉆頭耐用度的最佳效果是通過使用TiAlN/MoS2涂層材料，結(jié)合微觀幾何尺寸改進(jìn)的微晶硬質(zhì)合金鉆頭來實(shí)現(xiàn)的。
    優(yōu)化的模塊化潤(rùn)滑系統(tǒng)
    為了找到最合適的最小量冷卻潤(rùn)滑材料，Oelheld公司的研究人員采用了可靠的模塊化產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)，即首先通過活性添加劑進(jìn)行優(yōu)化。為此，研發(fā)工程師們按照5種基本活性添加劑組別展開了工作：
    （1）磨損防護(hù)添加劑（AW）：通過與抗變形的金屬表面涂層材料反應(yīng)而避免刀具的磨損。
    （2）耐高壓添加劑材料（EP）：在高壓和高溫下降低刀具與被切削金屬表面之間的微觀磨損。
    （3）降低摩擦系數(shù)的添加劑（FM）：降低金屬相互接觸表面的摩擦系數(shù)，減少熱負(fù)荷。
    （4）氧化抑制劑：阻止冷卻潤(rùn)滑液因?yàn)檠趸�而固化和去氧極化形成酸性物質(zhì)。
    （5）防腐劑：通過在金屬表面形成保護(hù)膜，防止酸和氧的侵入，形成防水層或者在水溶性的冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)中構(gòu)成基本的酸堿度PH值。
   
    最后，研發(fā)工程師們選擇了水溶性的有機(jī)鹽為基礎(chǔ)。其較高的含水量是非常重要的，已經(jīng)進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)證明：水中的添加劑使用量越少，對(duì)刀具的耐磨性能就越有利。此時(shí)，可以說是真正有了適用于不銹鋼材料的最小量冷卻潤(rùn)滑。在冷卻液中水分蒸發(fā)之后，保留在刀具表面的是附著力很強(qiáng)的、有利于降低摩擦的鹽性薄膜。
    Oelheld公司的研發(fā)人員還對(duì)這種有機(jī)鹽溶液的性能進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。首先是加入了AW抗磨損防護(hù)劑，然后又加入了EP耐高壓添加劑。至此，與大流量冷卻潤(rùn)滑時(shí)不銹鋼鉆頭的耐用度相比較，最小量冷卻潤(rùn)滑時(shí)的刀具壽命提高了60％。
    為了提高刀具使用壽命，在加工高合金鋼時(shí)也可以采用最小量冷卻潤(rùn)滑方式。