Rezalna tekočina se običajno imenuje tudi "hladilna tekočina". V procesu obdelave kovin ima poleg funkcij mazanja, hlajenja, odstranjevanja ostružkov in preprečevanja rje tudi funkcije proti -penjenju, okolju prijazne in antibakterijske funkcije. Izbira rezalne tekočine je povezana s kakovostjo površine in natančnostjo obdelave obdelovanca, prav tako pa je tesno povezana z materialom, ki se obdeluje, procesom obdelave in materialom orodja.
1. Tipični materiali CNC orodij
(1) Hitro{1}}rezno jeklo
Hitro{0}}rezno jeklo je visoko-legirano orodno jeklo z veliko količino legirnih elementov, kot so volfram (W), molibden (Mo), krom (Cr) in vanadij (V). Hi-hitrorezno jeklo ima visoko trdoto (62HRC ~ 67HRC) in toplotno odpornost ter lahko še vedno reže pri temperaturah rezanja do 500 stopinj ~650 stopinj; hitro{8}}hitrorezno jeklo ima visoko trdnost (upogibna trdnost je 2-3-krat večja od običajnega cementnega karbida in 5-6-krat večja od keramike) in dobro žilavost ter se lahko uporablja pri udarcih in vibracijah; uporablja se lahko za obdelavo širokega nabora materialov, kot so ne-železne kovine, konstrukcijsko jeklo, lito železo in visoko{14}}temperaturne zlitine. Hitro{16}}rezno jeklo ima dobro proizvodno obdelavo in ga je enostavno ostriti. Primeren je za izdelavo različnih vrst orodij, predvsem za izdelavo orodij kompleksnih oblik, kot so svedri, broše, preoblikovalna orodja, zobniki itd.
Glede na zmogljivost rezanja lahko hitro-rezno jeklo razdelimo na navadno-hitrorezno jeklo in visoko{2}}zmogljivo-hitrorezno jeklo; glede na proizvodni proces ga lahko razdelimo na hitrorezno-jeklo za taljenje in visoko-hitrorezno jeklo za prašno metalurgijo.
(2) Cementni karbid
Cementni karbid je izdelek praškaste metalurgije, sintran v pogojih visoke temperature z uporabo ognjevzdržnih kovinskih karbidov visoke-trdote (WC, TiC itd.) in kovinskih veziv (Cr, Ni itd.). Trdota cementnega karbida pri sobni temperaturi doseže 89HRA~93HRA, njegova trdota pa 77HRA~85HRA pri 760 stopinjah. Cementni karbid se lahko uporablja tudi za rezanje pri 800 stopinjah ~1000 stopinjah. Življenjska doba orodja je nekaj do desetkrat višja kot pri orodjih-hitroreznega jekla. Lahko obdeluje različne materiale, vključno s kaljenim jeklom. Vendar pa sta trdnost in žilavost cementiranega karbida slabši od tistih iz-hitroreznega jekla. Njegova udarna žilavost pri sobni temperaturi je le 18 do 130 od žilavosti hitro{20}}hitroreznega jekla. Zato ima cementni karbid slabo sposobnost, da prenese rezalne vibracije in udarce. Tabela 1 prikazuje več vrst cementnega karbida.
(3) Keramično orodje
Keramična orodja imajo visoko trdoto, odpornost proti obrabi in dobre-visokotemperaturne mehanske lastnosti. Imajo nizko afiniteto s kovinami, jih ni enostavno povezati s kovinami in imajo dobro kemično stabilnost. Keramična orodja se v glavnem uporabljajo pri rezanju jekla, litega železa in njegovih zlitin ter materialov, ki jih je težko-{4}}rezati. Uporabljajo se lahko za ultra-visoko-hitro rezanje, visoko-hitro rezanje in rezanje trdih materialov.
(4) Supertrda orodja
Supertrdi materiali se nanašajo na umetni diamant in kubični borov nitrid (CBN), kot tudi polikristalni diamant (PCD) in polikristalni kubični borov nitrid (PCBN), sintrana s temi praški in vezivi.
Supertrdi materiali imajo odlično odpornost proti obrabi in se večinoma uporabljajo pri-hitrostnem rezanju in obdelavi materialov,--ki jih je težko rezati.
Običajne vrste rezalnih tekočin
Za izpolnjevanje različnih zahtev glede obdelave obstaja veliko vrst rezalnih tekočin. Glede na kemično sestavo in stanje jih lahko razdelimo v dve kategoriji: rezalne tekočine-na vodni osnovi in rezalne tekočine-na osnovi olja. Rezalne tekočine, ki so običajno razredčene z vodo, se imenujejo vodne-rezalne tekočine, rezalne tekočine, ki jih ni treba redčiti z vodo, pa se imenujejo oljne-rezalne tekočine. Rezalne tekočine-na osnovi vode se večinoma uporabljajo za hlajenje in imajo slabo mazalno delovanje. Običajno uporabljene rezalne tekočine na osnovi-vode vključujejo:-odporne emulzije,-odporne mazivne emulzije, emulzije za ekstremne pritiske, mikroemulzije itd.; Rezalne tekočine na osnovi-olja se večinoma uporabljajo za mazanje in imajo slabe hladilne in čistilne učinke. Običajno uporabljene rezalne tekočine na osnovi-olja vključujejo: čisto mineralno olje, maščobno olje (ali oljne dodatke) + mineralno olje, neaktivno rezalno olje za ekstremne tlake, aktivno rezalno olje za ekstremne tlake itd. Sestava in značilnosti uporabe več glavnih rezalnih tekočin so prikazane v tabeli 2.
Razumna izbira rezalnih tekočin
(1) Orodje-za hitrorezno jeklo
Ta material je visoko{0}}legirano jeklo na osnovi kroma, niklja, volframa, molibdena, vanadija (nekateri vsebujejo tudi aluminij). Njihova toplotna odpornost je bistveno višja kot pri orodnem jeklu, najvišja dovoljena temperatura pa lahko doseže 600 stopinj. V primerjavi z drugimi kovinskimi in keramičnimi materiali, odpornimi na visoke-temperature, ima hitro{5}}rezno jeklo vrsto prednosti, zlasti ima višjo žilavost, primerno za obdelovance s kompleksnimi geometrijskimi oblikami in neprekinjeno obdelavo z rezanjem, hitrorezno jeklo pa ima dobro obdelovalnost in je cenovno sprejemljivo.
Zaradi slabe rdeče trdote orodij-za hitrorezno jeklo je med uporabo potrebna rezalna tekočina. Pri rezanju pri nizkih in srednjih hitrostih je priporočljiva uporaba rezalne tekočine ali emulzije-na osnovi olja. Pri rezanju pri visokih hitrostih je zaradi velikega proizvajanja toplote primerna uporaba rezalne tekočine-na vodni osnovi. Če uporabljate rezalno tekočino-na osnovi olja, bo nastala več oljne meglice, ki bo onesnaževala okolje, poleg tega je lahko povzročiti opekline obdelovanca, zmanjšati kakovost obdelave in povečati obrabo orodja. Poleg tega je priporočljiva uporaba vodne raztopine za ekstremni pritisk ali emulzije za ekstremni pritisk za grobo obdelavo in emulzije za ekstremni pritisk ali olja za rezanje pod ekstremnim pritiskom za fino obdelavo za zmanjšanje trenja, izboljšanje kakovosti in natančnosti površine ter podaljšanje življenjske dobe orodja.
(2) Orodja iz karbidne trdine
Cementni karbid je sestavljen iz volframovega karbida (WC), titanovega karbida (TiC), tantalovega karbida (TaC) in 5 % do 10 % kobalta. Njegova trdota je veliko večja od trdote-hitroreznega jekla. Najvišja dovoljena delovna temperatura lahko doseže 1000 stopinj. Ima odlično odpornost proti obrabi in lahko zmanjša oprijem med odrezki pri obdelavi jeklenih materialov.
Zaradi dobre rdeče trdote orodij iz karbidne trdine se pri obdelavi splošnih materialov na splošno uporablja suho rezanje brez dodajanja rezalne tekočine. Vendar pa je med suhim rezanjem dvig temperature obdelovanca velik, zaradi česar je obdelovanec nagnjen k toplotni deformaciji in vpliva na natančnost obdelave obdelovanca. Poleg tega je pri rezanju brez maziva rezalni upor velik, kar poveča porabo energije in pospeši obrabo orodja. Orodja iz karbidne trdine so draga, zato z ekonomskega vidika suho rezanje ni stroškovno-učinkovito.
Pri izbiri rezalne tekočine je treba upoštevati občutljivost cementnega karbida na nenadno vročino in orodje čim bolj enakomerno segreti, sicer bo povzročilo odkrušanje. Na splošno imajo rezalne-tekočine na osnovi olja slabo toplotno prevodnost in je manj verjetno, da bodo povzročile nenadno ohlajanje orodja kot rezalne-tekočine na vodni osnovi. Zato se običajno uporabljajo rezalne tekočine na osnovi-olja, ki vsebujejo dodatke proti-obrabi. Pri uporabi rezalnih tekočin za rezanje je pomembno, da orodje enakomerno ohladite. Najbolje je, da pred-orodje ohladite, preden začnete z rezanjem. Za-hitro rezanje je treba uporabiti velik pretok rezalne tekočine za pršenje območja rezanja, da se izognete neenakomernemu segrevanju orodja in krušenju rezila. To lahko tudi zmanjša onesnaženje z oljnimi hlapi, ki ga povzroča izhlapevanje zaradi previsoke temperature.
(3) Orodja za rezanje keramike
Ta material je izdelan iz aluminijevega oksida, kovine in karbida, sintranega pri visokih temperaturah. Njegova visoko{1}}temperaturna odpornost proti obrabi je boljša kot pri cementnem karbidu, zato se na splošno uporablja suho rezanje. Glede na enakomerno hlajenje in izogibanje previsokim temperaturam se pogosto uporabljajo tudi vodne-rezalne tekočine, vendar je najbolje, da jih dolivate nenehno in v celoti brez prekinitev.
(4) Diamantna rezalna orodja
Ima izjemno visoko trdoto in se običajno uporablja za suho rezanje. Da bi se izognili previsokim temperaturam, se pogosto uporabljajo rezalne tekočine-na vodni osnovi, kot so keramični materiali.
Zaključek
Razumna izbira rezalne tekočine glede na različne materiale orodja lahko ne samo izboljša kakovost površine in natančnost obdelave obdelovanca, ampak tudi zmanjša toplotno deformacijo obdelovanca in obrabo orodja, izboljša vzdržljivost orodja, zmanjša stroške proizvodnje in izboljša učinkovitost proizvodnje. Zato je treba temu posvetiti pozornost pri proizvodnji.
