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镁合金加工和切削液选型的基本常识

2020-08-27

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小,强度高,弹性模量大,散热好,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要用于航空航天、运输设备、化工设备、医疗设备和火箭导弹制造等工业部门。在实用金属中,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4,因此它是实用金属中的最轻金属,具有高强度、高刚性。得益于中国汽车制造业和3C产品与通讯零部件制造业的转型升级,镁合金材料应用愈加广泛和深入。

镁合金加工和切削液选型的基本常识

在国际金属加工行业上允许使用水基的润滑冷却介质用于镁合金加工,是从上个世纪九十年代中期开始的,首先得益于汽车工业材料应用的迅猛发展和金属加工液的研发进步。镁合金工艺管理原则与应用的主要问题,总结为五个:防氧化,抑氢气,抗硬水,液不臭,保安全。具体实施方法如下:

一、防氧化:

1.为防止镁合金零部件发生腐蚀,须明确要求供应商提供的产品为镁合金加工专用切削液,其中游离酸指标含量须低于0.2%

2.控制好切削速度。由于切削热的产生与切削速度呈同比例增长,因此切削速度对切削温度影响极大。在实际工作中,不同的切削速度产生的切削热会使切削的表面氧化膜颜色发生变化。因此,通过不同切削速度下的镁合金切削氧化膜颜色,便可估算出安全的切削速度。

二、抑氢气和抗硬水:初次加工时,镁很快氧化,在使用切削液的环境中,则氧化过程产生的氢气可能爆炸,即使在低温环境也存在切屑自燃的危险。因此,从设备改进角度,可以安装油气装置从机床内部排除任意量的氢气。从切削液使用角度,必须选择稳定性能卓越的品牌产品;因为加工过程会有大量的镁溶解在工作液中,这导致水的硬度急剧增加,以泰伦特公司的先进的镁合金专用切削液为标准,抗镁离子的硬度达到了5000PPM-10000PPM,在这个标准值内的工作液仍可以保持稳定运行状态。由此我们明白,金属加工液四项基本功能:润滑,冷却,清洗,防锈之外,“稳定性”对于行业产品本身来说,具有多么大的意义。

正常工艺标准注意事项:

1.确定使用品牌刀具和品牌切削液,并听取该供应商提出的安全工艺要求;

2.工艺过程保持大进给量加工为主;

3.加工过程中的刀具不要中途停留在工件上;

4.镁合金零部件上如果有钢铁材质的芯衬,要注意和避免与刀具碰撞产生的火花;

5.镁合金加工时应充分保持切削液的高水位,以及时降低切削温度;

6.考虑到镁的化学特性,再次强调,切削液的选择应避免采用可燃、具有强氧化性及含水量较高的液体,从而防止工作液遇高温镁屑燃烧或反应发热起火;从这个角度看,采用乳化液的好处会更加明显。

三、液不臭:实现这个精益化管理的目标,一是取决于切削液的稳定性能,二是要设立切削液定期更换的周期标准。关于稳定性的话题之前已经说过,那么清槽换液的周期标准就要明确。图二图三的镁合金工件的镁垢形成,就与工作液长期不更换有部分关系。我们要帮助客户建立这样一个成本控制共识:相对于镁合金加工的整体风险管控,定期更换切削液的成本是微不足道的,甚至是可以忽略不计的;千万不能有“工作液状态还可以,只要不发臭,能用多长时间就用多长时间”的侥幸心理。

建议更换周期:

1.90-120天;

2.90天以后,须观察工作液状态,及时更换;

3.接近或者达到180天以内,必须更换。

四、保安全:

1.镁合金加工过程中产生的镁屑和淤渣都有燃烧和爆炸的潜在危险,需要划定专门的区域用做镁合金零部件加工专区,包括存放区域。该区域环境必须保持整齐干净,同时存放足量标准的灭火器材;

2.灭火器材要求:覆盖剂;D级灭火器;严禁用水或其它任何标准的灭火器去扑灭因镁引起的火源。严格禁止在机加工生产区域进行可能产生明火的操作,设立处罚标准;

3.镁合金加工后产生的镁屑和淤渣须存放于偏僻区域的钢制容器内,保持足够的通风量,以使氢气快速逸出。同时,严格禁止在这个区域进行明火操作。

4.机床使用的润滑油、液压油、导轨油、主轴油等大多为可燃液体。所以,所有机加工设备要设立点检制度,及时发现和解决机床各位置的漏油、渗油现象,做好预防措施。