北京培峰技术有限责任公司

一、铝合金微量润滑加工概述 

合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，使得铝合金的应用越来越广泛。因此，对铝合金的加工应用的研究具有重要意思。

      铝合金材料可作为很多零件的母材，因此常被加工成多种形式的零件，在零件的加工过程中，应用到了很多加工形式，例如锯、车、铣、钻等。铝合金加工具有以下特点：

1、铝合金硬度低

相比钛合金与其它淬火钢，铝合金的硬度较低。普通铝板的HRC硬度一般都在HRC40度以下。

因此在加工铝合金时，刀具的负载小。又因为铝合金的导热性能较佳，铝合金的切削温度比较低，因此适合切削速度。

2、粘刀现象

加工铝合金时其粘刀问题严重，排屑性能较差，表面粗糙度也比较高。解决粘刀，加工表面质量将提高。

3、刀具易磨损

选用的刀具材料、润滑方式不合适会造成加工铝合金时，因为粘刀，排屑等问题导致刀具磨损加快。

铝合金加工中传统的刀具润滑方式为乳化液浇注，但这种润滑方式不能解决铝合金加工中出现的粘刀、表面质量差等问题，同时乳化液还造成了环境污染、成本增高。基于铝合金加工特点，我们可选取一种合适的润滑冷却方式优化铝合金的切削性能、提高加工效率和加工质量，降低成本和改善环境。人们把目光放到了微量润滑技术上。

微量润滑技术——MQL（Minimal Quantity Lubrication）是在压缩空气中混入微量的润滑油雾颗粒，取代金属切削加工时切削液的冷却和润滑的一种技术，并且所使用的润滑剂为无毒、可降解的植物型润滑剂。MQL是绿色制造技术，切削过程中以高速的悬浮油微粒喷射至切削
点，这增加了润滑剂的渗透性，提高了润滑效果，改善了表面质量；润滑油的用量在5-50ml/h之间（根据需要设置的喷嘴数量是决定消耗的主要因素）,是切削液的万分之一，优点是：降低润滑剂成本、工件干燥无需清洗工艺、无需废液处理、改善加工环境等。 

二、微量润滑为什么适用于铝合金加工 

微量润滑适用于铝合金材料的加工表现在以下几方面： 

1.微量润滑适合高速切削，其主要目的是让切屑快速离开切削区域，并通过压缩空气带走切屑，减少切屑上的热量传递到刀具和工件。而铝合金的导热性能好，适合高速切削，因此微量润滑适用铝合金切削。 

2.微量润滑可降低粘刀现象。由于压缩空气的作用使得切屑迅速离开刀具，同时对刀具有吹扫作用，使得粘刀现象不易出现。粘刀现象的消除使得刀具磨损降低，刀具成本降低，同时也提高了加工表面的质量。 

3.微量润滑可有效改善在加工时的环境，无乳化液排放，省去了乳化液购置及废液处理成本。 

三、微量润滑加工带来的效益： 

1.省去切削液带来巨大节约，包括切削液采购、仓储、运输和处置相关费用

2.工艺优化完成后，粘刀现象可有效避免，刀具寿命延长

3.工件后续的清洁/清洗可免除，带来成本节约

4.加工环境大为改观，实现车间可吸入颗粒符合标准，操作工无职业病风险

四、微量润滑加工的形式 

铝合金微量润滑加工主要有两种形式：内冷型微量润滑和外喷型微量润滑，以钻为例，图中可看出两种微量润滑加工形式的区别。 

五、外喷型微量润滑 

外喷型微量润滑加工形式是是通过外置的管道和喷嘴向切削区域施加润滑剂。其形式简单,实施起来快捷，对机床和刀具的要求不高，可应用于多种加工形式。

外喷射型润滑装置是一种消耗型的集中喷射润滑系统，在润滑方式上，采用油气混合成两相流喷射方式，自动向切削区域喷射微量精细润滑油（1.8mm³～39mm³/行程），在切削加工中，润滑油的消耗量是由给油频率决定的。因此，在切削区获得良好润滑的前提下，每次给油的量尽可能的小，具体需要根据现场实际情况调节。

外喷型润滑采用精确计量的微量润滑技术，节省油量消耗，可靠的将润滑油在终端以微小油雾颗粒的形式喷射在工件和刀具表面，形成润滑油膜。它具有如下优势：
 （1）喷射型润滑能大量的节省油量消耗，不会造成浪费。
 （2）润滑介质消耗量低，以ml/h位单位计量；
 （3）油量精确计量及供给准确；
 （4）系统运动部件少，运行可靠维护量小；
 （5）油气管路布置简单，易于安装维护；
  六、内冷型微量润滑

内冷型微量润滑是油雾通过机床主轴内孔和刀具的内冷孔喷射到切削区域。其加工效果突出，但
   对机床和刀具有一定要求，需要具有内冷通道。

      多普赛内冷微量润滑是以空气为动力通过精密的内置油雾发生器，产生≧0.5μm的悬浮油微粒，
   细小的微粒可以通过机床的旋转接头进入主轴，几乎无损耗的输送至刀具和工件的切削区域。系
   统可根据刀具内孔直径的变化自动调节悬浮油微粒气雾生成的量，保证在不同刀具尺寸和喷嘴孔
   径的情况下获得可靠的润滑剂供应而不造成浪费。同时还能使得悬浮油微粒气雾颗粒尺寸产生均
   匀，进而使得加工点获取到可靠的润滑。这一过程无需操作人员调整，在机床换刀过程中就同时
   完成，节省了调节的时间。超细的悬浮油微粒在通过机床内冷通道时不易受到高速旋转主轴离心
   力的影响。它具有如下优势：
  （1）超精细悬浮油微粒气雾（最理想的悬浮油微粒直径是0.5-3μm以内）
  （2）响应时间迅速（适应任何速度的换刀）
  （3）没有运动部件（无磨损）
  （4）特别适用于小直径内冷钻和深孔加工
  （5）非常容易与机床实现一体化（改装，新机标准配置很便捷）
  （6）适合高速切削加工 
  七、微量润滑在铝合金加工中应用要点
    1.气源状况：微量润滑装置是以压缩空气为动力，并靠压缩空气将油雾带到润滑点，一次必须保
      证压缩空气的压力。最佳的压缩空气压力应在（4-8bar）
    2.润滑剂：应用微量润滑时润滑剂需要被雾化成微米级的颗粒，因此需要保证润滑剂的洁净，混
      入杂质的润滑剂不易雾化，并且有阻塞管路的风险。同时润滑剂要求对人身体没有危害。
    3.根据加工形式选择合适的微量润滑装置能带来更大的效益，同时微量润滑系统的附件要与加工
      机床配套，以达到良好润滑和冷却目的。
   八、案例
              材料：        铝合金
              机床：        车床
              机床转速：    0-5000转
              润滑系统：    以前  5%乳化液
                MQL:          科特I微量润滑专用油
              工件尺寸;    ￠24*98
 

 案例 加工数据：