微量潤滑技術(shù)的作用機(jī)理

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

        微量潤滑系統(tǒng)中潤滑劑是以微米級霧粒進(jìn)給，不會產(chǎn)生淬火效應(yīng)。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(diǎn)會提前出現(xiàn)，也即切削破裂點(diǎn)將遠(yuǎn)離刀尖，使得破裂點(diǎn)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(diǎn)，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(dǎo)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(jī)理，有著多種不同的假設(shè)。

      一種比較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為：由于切削區(qū)摩擦接觸界面上存在著強(qiáng)大的拉壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力，在這些應(yīng)力的綜合作用下，必然會產(chǎn)生微裂紋。根據(jù)物理學(xué)中的毛細(xì)現(xiàn)象原理，微裂紋可以作為毛細(xì)管，會把切削液引入摩擦接觸區(qū)。對水蒸氣作綠色冷卻潤滑劑的作用機(jī)理作了研究，證實(shí)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(qū)形成了大量的毛細(xì)管，通過虹吸作用，使切削液滲透到切削區(qū)。同時比較了切削液以流體及蒸氣形式的滲透時間，結(jié)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(tǒng)形成的微霧粒大小與蒸氣霧粒相當(dāng)，而且速度高，更利于高速進(jìn)入毛細(xì)管，實(shí)現(xiàn)更好的潤滑效果。