Rezná kvapalina sa tiež bežne označuje ako "chladiaca kvapalina". V procese spracovania kovov má okrem funkcií mazania, chladenia, odstraňovania triesok a ochrany proti hrdzi aj protipenivé, ekologické a antibakteriálne funkcie. Výber reznej kvapaliny súvisí s kvalitou povrchu a presnosťou spracovania obrobku a úzko súvisí aj so spracovávaným materiálom, procesom spracovania a materiálom nástroja.
1. Typické materiály CNC nástrojov
(1) Vysokorýchlostná-oceľ
Rýchlo{0}}rezná oceľ je vysokolegovaná nástrojová oceľ- s veľkým množstvom legujúcich prvkov, ako je volfrám (W), molybdén (Mo), chróm (Cr) a vanád (V). Vysokorýchlostná-oceľ má vysokú tvrdosť (62HRC ~ 67HRC) a tepelnú odolnosť a stále môže rezať pri rezných teplotách až 500 stupňov ~650 stupňov; rýchlorezná oceľ má vysokú pevnosť (pevnosť v ohybe je 2 až 3-krát vyššia ako u bežného slinutého karbidu a 5 až 6-krát vyššia ako u keramiky) a dobrú húževnatosť a možno ju použiť pri príležitostiach s nárazmi a vibráciami; dá sa použiť na spracovanie širokej škály materiálov, ako sú ne-železné kovy, konštrukčná oceľ, liatina a vysokoteplotné{14}zliatiny. Rýchlorezná oceľ má dobrú spracovateľnosť a ľahko sa brúsi. Je vhodný na výrobu rôznych typov nástrojov, najmä na výrobu nástrojov zložitých tvarov ako sú vrtáky, preťahovače, tvárniace nástroje, ozubené nástroje atď.
Podľa rezného výkonu možno-rýchloreznú oceľ rozdeliť na bežnú-rýchloreznú oceľ a vysoko-výkonnú-rýchloreznú oceľ; podľa výrobného procesu ju možno rozdeliť na tavenie-rýchloreznej ocele a práškovú metalurgiu-rýchloreznej ocele.
(2) Slinutý karbid
Slinutý karbid je produkt práškovej metalurgie spekaný za podmienok vysokej teploty s použitím vysokej{0}}tvrdosti, žiaruvzdorných kovových karbidov (WC, TiC atď.) a kovových spojív (Cr, Ni atď.). Tvrdosť slinutého karbidu pri izbovej teplote dosahuje 89HRA ~ 93HRA a jeho tvrdosť je 77HRA ~ 85HRA pri 760 stupňoch. Slinutý karbid je možné použiť aj na rezanie pri 800 stupňoch ~ 1000 stupňoch. Životnosť nástroja je niekoľko až niekoľkonásobne vyššia ako životnosť nástrojov z-rýchloreznej ocele. Dokáže spracovať rôzne materiály vrátane kalenej ocele. Pevnosť a húževnatosť slinutého karbidu je však nižšia ako u rýchloreznej ocele. Jeho rázová húževnatosť pri izbovej teplote je iba 18 až 130 v porovnaní s rýchloreznou- oceľou. Preto má slinutý karbid zlú schopnosť odolávať rezným vibráciám a nárazom. Tabuľka 1 ukazuje niekoľko typov slinutého karbidu.
(3) Keramické nástroje
Keramické nástroje majú vysokú tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a dobré mechanické vlastnosti pri vysokých{0}}teplotách. Majú nízku afinitu ku kovom, nedajú sa ľahko spojiť s kovmi a majú dobrú chemickú stabilitu. Keramické nástroje sa používajú najmä pri rezaní ocele, liatiny a jej zliatin a ťažko--obrábateľných materiálov. Možno ich použiť na ultra-vysoko{7}}rýchlostné rezanie,-vysokorýchlostné rezanie a rezanie tvrdých materiálov.
(4) Supertvrdé nástroje
Supertvrdé materiály označujú umelý diamant a kubický nitrid bóru (CBN), ako aj polykryštalický diamant (PCD) a polykryštalický kubický nitrid bóru (PCBN) spekané týmito práškami a spojivami.
Supertvrdé materiály majú vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu a používajú sa najmä pri{0}}vysokorýchlostnom rezaní a spracovaní ťažko--obrábateľných materiálov.
Bežné typy rezných kvapalín
Na splnenie rôznych požiadaviek na spracovanie existuje veľa druhov rezných kvapalín. Podľa chemického zloženia a stavu ich možno rozdeliť do dvoch kategórií: rezné kvapaliny na-vodnej báze a-rezné kvapaliny na báze oleja. Rezné kvapaliny, ktoré sa vo všeobecnosti riedia vodou, sa nazývajú rezné kvapaliny na -vodnej báze a rezné kvapaliny, ktoré nie je potrebné riediť vodou, sa nazývajú rezné- kvapaliny na báze oleja. Rezné kvapaliny-na báze vody sa používajú hlavne na chladenie a majú slabý mazací výkon. Medzi bežne používané rezné kvapaliny-na vodnej báze patria:-nehrdzavejúce emulzie,{11}}nehrdzavejúce mazacie emulzie, emulzie pre extrémne tlaky, mikroemulzie atď.; Rezné kvapaliny-na báze oleja sa používajú hlavne na mazanie a majú slabé chladiace a čistiace účinky. Bežne používané rezné kvapaliny-na báze oleja zahŕňajú: čistý minerálny olej, mastný olej (alebo olejové prísady) + minerálny olej, neaktívny rezný olej pre extrémne tlaky, aktívny rezný olej pre extrémne tlaky atď. Zloženie a aplikačné charakteristiky niekoľkých hlavných rezných kvapalín sú uvedené v tabuľke 2.
Rozumný výber rezných kvapalín
(1) Nástroje z-rýchloreznej ocele
Tento materiál je -kvalitná legovaná oceľ na báze chrómu, niklu, volfrámu, molybdénu, vanádu (niektoré obsahujú aj hliník). Ich tepelná odolnosť je výrazne vyššia ako u nástrojovej ocele a maximálna povolená teplota môže dosiahnuť 600 stupňov. V porovnaní s inými-kovovými a keramickými materiálmi odolnými voči vysokým teplotám má rýchlorezná-oceľ celý rad výhod, najmä má vyššiu húževnatosť, je vhodná pre obrobky so zložitými geometrickými tvarmi a kontinuálnym rezným spracovaním a-rýchlostná oceľ má dobrú opracovateľnosť a je ľahko prijateľná z hľadiska ceny.
Kvôli nízkej tvrdosti do červena pri nástrojoch z rýchloreznej ocele- je pri používaní potrebná rezná kvapalina. Pri rezaní pri nízkych a stredných rýchlostiach sa odporúča použiť reznú kvapalinu alebo emulziu na báze oleja-. Pri rezaní pri vysokých rýchlostiach je kvôli vysokému vývinu tepla vhodné použiť reznú kvapalinu-na vodnej báze. Ak sa použije rezná kvapalina-na báze oleja, bude sa vytvárať viac olejovej hmly, ktorá znečisťuje životné prostredie a ľahko môže spôsobiť popáleniny obrobku, znížiť kvalitu spracovania a zvýšiť opotrebovanie nástroja. Okrem toho sa odporúča použiť extrémne tlakový vodný roztok alebo extrémne tlakovú emulziu na hrubé spracovanie a extrémne tlakovú emulziu alebo extrémne tlakový rezný olej na jemné spracovanie na zníženie trenia, zlepšenie kvality a presnosti povrchu a predĺženie životnosti nástroja.
(2) Nástroje zo slinutého karbidu
Slinutý karbid sa skladá z karbidu volfrámu (WC), karbidu titánu (TiC), karbidu tantalu (TaC) a 5 % až 10 % kobaltu. Jeho tvrdosť je oveľa vyššia ako tvrdosť-rýchloreznej ocele. Maximálna povolená prevádzková teplota môže dosiahnuť 1000 stupňov. Má vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu a môže znížiť priľnavosť medzi trieskami pri spracovaní oceľových materiálov.
Kvôli dobrej červenej tvrdosti nástrojov zo slinutého karbidu sa pri spracovaní všeobecných materiálov zvyčajne používa suché rezanie bez pridania reznej kvapaliny. Počas suchého rezania je však nárast teploty obrobku vysoký, čo spôsobuje, že obrobok je náchylný na tepelnú deformáciu a ovplyvňuje presnosť spracovania obrobku. Navyše pri rezaní bez maziva je rezný odpor veľký, čo zvyšuje spotrebu energie a urýchľuje opotrebovanie nástroja. Nástroje zo slinutého karbidu sú drahé, takže z ekonomického hľadiska nie je rezanie za sucha nákladovo-efektívne.
Pri výbere reznej kvapaliny treba brať do úvahy citlivosť slinutého karbidu na náhle teplo a nástroj by sa mal čo najviac rovnomerne zahriať, inak spôsobí triesku. Rezné kvapaliny na báze oleja- majú vo všeobecnosti zlú tepelnú vodivosť a je menej pravdepodobné, že spôsobia náhle ochladenie nástroja ako rezné- kvapaliny na báze vody. Preto sa vo všeobecnosti používajú-rezné kvapaliny na báze oleja obsahujúce-prísady proti opotrebovaniu. Pri použití rezných kvapalín na rezanie je dôležité nástroj rovnomerne chladiť. Pred začatím rezania je najlepšie nástroj pred-ochladiť. Pri vysokorýchlostnom rezaní{10}} by ste mali použiť veľký prúd reznej kvapaliny na postriekanie oblasti rezu, aby ste predišli nerovnomernému zahrievaniu nástroja a odštiepeniu čepele. To môže tiež znížiť znečistenie olejovými výparmi spôsobené vyparovaním v dôsledku nadmernej teploty.
(3) Keramické rezné nástroje
Tento materiál je vyrobený z oxidu hlinitého, kovu a karbidu spekaných pri vysokých teplotách. Jeho odolnosť proti opotrebeniu pri vysokých-teplotách je lepšia ako u slinutého karbidu, preto sa vo všeobecnosti používa suché rezanie. Vzhľadom na rovnomerné chladenie a vyhýbanie sa nadmerným teplotám sa často používajú aj rezné kvapaliny-na vodnej báze, ale najlepšie je nalievať nepretržite a úplne bez prerušenia.
(4) Diamantové rezné nástroje
Má extrémne vysokú tvrdosť a všeobecne sa používa na rezanie za sucha. Aby sa predišlo nadmerným teplotám, ako sú keramické materiály, v mnohých prípadoch sa používajú- rezné kvapaliny na báze vody.
Záver
Rozumný výber reznej kvapaliny podľa rôznych materiálov nástroja môže nielen zlepšiť kvalitu povrchu a presnosť obrábania obrobku, ale aj znížiť tepelnú deformáciu obrobku a opotrebenie nástroja, zlepšiť životnosť nástroja, znížiť výrobné náklady a zvýšiť efektivitu výroby. Preto jej treba venovať pozornosť pri výrobe.
