微量潤滑技術的作用機理

微量潤滑技術的作用機理

      機械加工過程中，刀具和金屬接觸表面會產生高溫，而在傳統切削液的冷卻作用下，高熱固體金屬會急速冷化產生淬火效應，金屬表面會產生淬火馬氏體組織，使金屬變硬的同時脆性增強。由于淬火反應的強烈程度與溫差成正比，而提高生產速度會使刀具溫度更高，所以提高生產速度將產生強的淬火效應導致刀具壽命降低。

        微量潤滑系統中潤滑劑是以微米級霧粒進給，不會產生淬火效應。在刀具沒有過熱的情況下，切削速度提高，工件切削層的破裂點會提前出現，也即切削破裂點將遠離刀尖，使得破裂點的高溫難于傳給刀尖。切削熱集中在工件及切屑上，刀具唯一的熱源只有和切屑的接觸點，切削速度提高亦會使切屑易于彎曲并以高速離開工件及刀具，從而有效減少切屑傳導切削熱的時間。此外，適宜的高溫可以軟化切削工件的表面，減小切削力，更易于切削。對于切削液的滲透機理，有著多種不同的假設。

      一種比較普遍的觀點認為：由于切削區摩擦接觸界面上存在著強大的拉壓應力和剪切應力，在這些應力的綜合作用下，必然會產生微裂紋。根據物理學中的毛細現象原理，微裂紋可以作為毛細管，會把切削液引入摩擦接觸區。對水蒸氣作綠色冷卻潤滑劑的作用機理作了研究，證實了在切屑沿前刀面流出的過程中，前刀面與切屑底面的滑擦和耕犁作用使刀屑接觸區形成了大量的毛細管，通過虹吸作用，使切削液滲透到切削區。同時比較了切削液以流體及蒸氣形式的滲透時間，結果表明，切削液以較小直徑的霧粒形式可以更迅速滲透至加工表面。微量潤滑系統形成的微霧粒大小與蒸氣霧粒相當，而且速度高，更利于高速進入毛細管，實現更好的潤滑效果。