| 在模具製造過程中，金屬加工液起著不可替代的作用。隨著對生產效率和環保的要求越來越高，對金屬加工液的性能也提出了更高的要求。為降低成本，使機械加工車間生產效率最大化，如何正確使用和維護金屬加工液也成為值得關注的課題。 |
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| 道達爾電火花加工油的技術參數和應用範圍 |
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趙堅 道達爾（中國）潤滑油有限公司
電火花放電加工是利用浸沒在工作液中的電極和工件間脈衝放電產生電蝕作用的特殊加工方法（英文簡稱EDM），主要用於加工具有復雜斷面的型腔的模具和零件。電火花放電加工在現代製造領域，特別是在模具製造行業中佔據著重要的地位。近20年來，隨著中國製造業的飛速發展，電火花加工技術在中國得到廣泛應用。目前，僅在珠江三角地區就有數以萬計的各種電火花機床。
電火花放電加工介質必須利於電火花放電
作為世界五百強企業的道達爾公司（TOTAL），多年來一直致力於電火花放電加工介質的研究。電火花加工介質必須具有較高的絕緣強度，以利於脈衝性的電火花放電。電火花的主要作用是維持工具電極與工件之間適當的絕緣強度，壓縮放電通道，使放電能量集中到極小的區域內，排除放電間隙產物，冷卻電極與工件，降低電極的損耗。
以前，電火花加工油並不被廣大客戶所重視，許多企業都採用煤油、變壓器油和含有芳烴含量的礦物油所替代，由於其閃點低，揮發快，對人體健康有害，出於環保安全考慮，逐步被淘汰。隨著環保要求的不斷提高，機床逐漸升級換代，開始出現合成型、高速性和混合性電火花加工油。道達爾電火花加工油，採用高度精煉，芳烴含量極低的優質礦物基礎油調合而成，皮膚適應性好，對人體無害，其特點包括：粘度低，對電極間熔渣有極佳的清洗性能；良好的過濾性，迅速清除加工中產生的間隙產物；良好的抗氧化性能和熱穩定性，使油品具有極長的使用壽命；無色無味，便於觀察加工情況，改善工作環境；所取的餾分極窄，沸點高，能最大限度地減少揮發損失；閃點高，降低火災發生的風險。由於出色的產品加工性能，道達爾電火花加工油獲得阿奇夏米爾機床公司的認可，並被廣泛應用在各類電火花機床上。
道達爾公司電火花加工油分為三個產品，即EDM1、EDM22、EDM3。通過多年來模具行業中的應用，逐步摸索出一套電火花放電加工介質應用方法，包括電火花加工介質的維護和過濾，混粉鏡面加工應用，降低加工表面的粗糙度和提高表面耐磨性、耐蝕性能，縮短放電加工時間，提高生產能力。
混粉加工的最新研究成果
近來，道達爾公司與阿奇夏米爾機床公司對混粉鏡面加工介質進行深入研究。混粉加工就是在電火花加工油中按一定濃度添加具有導電性金屬和非金屬粉末（矽、鋁粉等），改變放電間隙內的火花放電狀態，降低介質擊穿強度，提高有效脈衝放電率，減少單脈衝放電能量，使在加工表面均勻分佈，並形成大而淺的放電蝕坑，最終形成表面粗糙度小，具有鏡面反光效果的加工表面。
道達爾電火花加工油改變放電間隙內的火花放電狀態，最終使工件表面具有鏡面反光效果 |
混粉加工技術最早是由日本毛利尚武等人發明，中國在2005年開始重視這門技術，並在模具電火花行業內逐步推廣。阿奇夏米爾機床公司通過多次研究試用發現，電火花加工油粘度對混粉加工具有很大影響，粘度低油，沈降效果好，便於衝油去除間隙放電產物，一般適用於形狀復雜、尺寸精密的精加工和超精密加工。而混粉鏡面加工，低粘度放電加工油的加工表面，鏡面效果反而不如粘度稍高EDM3電火花加工機油，一般採用EDM3作為鏡面加工介質為佳，同時發現，混粉加工不僅可以降低表面粗糙度，而且加工時間明顯縮短，可以提高生產能力。
放電加工介質的過濾問題
放電加工介質過濾也是一個主要問題，加工後產生的放電產物，容易污染電火花加工油，減低絕緣效果，並容易出現拉弧放電，影響加工表面質量。目前，現場可以看到採用較高精度過濾網硬性過濾，只能更換過濾網來獲得高清潔度加工油。所以，在這樣情況下，採用低粘度電火花加工油，其過濾效果好，明顯優於高粘度油。而在混粉鏡面加工時的過濾依然是一個問題，正在考慮採用離心過濾法或其他過濾辦法，使電火花加工油獲得再生。
未來市場趨勢
隨著巿場對模具製造提出更高要求，電火花加工介質對鏡面加工和精密型腔模製造起到十分重要作用。只有正確應用電火花加工油，通過現場實踐不斷摸索，才能推動電火花加工油應用技術的發展。而使用高品質的電火花加工油，有助於模具製造企業提高模具產品的質量，降低消耗，提高生產效率。
本文供稿：積架石油化工有限公司
模具加工過程中工件表面的切削變形問題
在模具加工過程中，刀具通過強剪切力使工件表面發生切削變形，具體的剪切過程如下圖所示：
第I 變形區：即基本變形區，金屬剪切滑移，成為切屑。金屬切削過程中的塑性變形主要集中在此區域，高溫，易燒結；第II變形區：靠近前刀面處，切屑排出時受前刀面擠壓摩擦。此變形區的變形是造成前刀面磨損和產生積屑瘤的主要原因；第III變形區：已加工面受到後刀面擠壓與摩擦，產生變形。此變形區是造成已加工面加工硬化和殘餘應力的主要原因，會對工件的表面光潔度產生影響。
在切削過程中，刀具、工件、切屑都會因為擠壓和摩擦作用而產生大量熱量，因此，此時需要通過噴射液體，在剪切區域提供潤滑和冷卻作用。
金屬加工液是模具製造行業中廣泛採用的潤滑冷卻液，它可以提高加工精度、減少刀具磨損，滿足所需的多種加工工藝。實踐証明，選用合適的金屬加工液，能有效降低切削溫度，降低表面粗糙度1~2級，減少切削阻力，成倍地提高刀具和鑽頭的使用壽命，並能把加工碎屑從切削區衝走，避免其夾雜在加工表面和刀具之間發生二次切削，因而提高了生產效率和產品質量，故它在模具加工中應用極為廣泛。
随着模具工業技術的不斷發展和進步，新材料、新工藝不斷湧現，在模具製造過程中選擇合適的金屬加工液對於保証產品加工質量，提高加工效率，減少環境污染都是至關重要的。
模具製造對金屬加工液的性能要求
在模具製造的過程中，要求金屬加工液能提供冷卻、潤滑、清洗、防鏽四個性能，這四個性能並不是完全孤立的，它們既有統一的一面，也有對立的一面。比如純油切削液的潤滑、防鏽性能較好，但冷卻、清洗性能差；水溶性切削液的冷卻、清洗性能較好，但潤滑、防鏽性能差。因此，在選用金屬加工液時要全面權衡利弊。由於水溶性切削液以水為基質，其傳熱速度高(水的傳熱速度為油的2.5倍)，等量的水吸收一定熱量後，比油的溫升要慢得多，從而提高了冷卻效果，且可減少油霧，同時通過添加極壓添加劑、防鏽劑等，也可以提高其在潤滑、防鏽性能方面的不足，因此，目前大部分的模具製造企業都選用水溶性切削液（以下簡稱“切削液”）作為模具製造過程中的潤滑冷卻液。
模具製造行業所選用的切削液，性能上至少應該達到以下要求：熱容量大，導熱性好，具有較好的冷卻作用；形成的吸附薄膜具有較高的強度，牢固的吸附在金屬表面，起到良好的潤滑作用；防鏽性好，對金屬不起腐蝕作用，不會因腐蝕而損壞機床和工件的表面光潔度；表面張力小，易於均勻擴散，有利於冷卻和清洗作用；使用方便，性價比高，最好適用於多種金屬材料和多種加工方式（如車、銑、磨等），在高速切削時不會有泡沫問題；穩定性好，切削液使用壽命長；在長期使用和儲存時，不分層、不析出沈澱物；對人體無害、無毒、無異味，不會傷害皮膚及呼吸系統，不刺激眼睛；綠色環保，廢液易於處理，避免造成環境污染。
積架石油化工集團公司與英國牛敦化工公司的研究成果
積架石油化工集團有限公司與英國牛敦化工有限公司（Oxton Chemical）一直在技術領域保持深度合作的關系，共同致力於高性能金屬加工液的研發。從模具行業的需求出發，以開發高效節能、健康環保、經濟長壽型切削液為發展理念，經過反復的系統試驗、研究工作，取得了可喜的成果，使模具加工擁有更大的進給量，更深的切削深度，更大的加工量，更好的工件表面光潔度，減少加工時間，減少停機換液的時間，提高工作效率，降低綜合使用成本等。
比爾SCF-330是積架從英國牛敦化工有限公司引進的高性能微乳液，專門設計用於多種加工工藝，特別適合模具製造行業使用，不含REACH 15項高關注物質、鄰苯二甲酸鹽、多環芳烴、苯酚、二乙醇胺、亞硝酸鹽、壬基酚聚氧乙烯醚等有害物質，氣味溫和，可降低對健康和安全的顧慮，提高加工場所的工作氣氛，綠色環保，符合歐洲環保要求。
應用實例
某大型模具製造企業，擁有50多台CNC機床和一台大型的龍門銑機床，主要進行模具的切削、銑削、鑽孔、鏜孔等加工。客戶以前使用其他品牌的切削液，需要維持8%~10%的使用濃度才能滿足加工要求；CNC機床上的切削液一般使用3個月後就開始發臭，需要洗機換液；而龍門銑由於其機床狀態較差，漏油嚴重，切削液使用1個月即開始發臭；而且CNC機床大多使用內冷刀噴射，由於噴射壓力大、噴射速度快而導致機床出現了泡沫溢出油箱的問題，同時還有操作者反映切削液氣味大，部分操作者甚至因為長期接觸高濃度的切削液而出現皮膚過敏。
上述種種問題嚴重影響了正常生產，該客戶換用了比爾SCF-330切削液。經客戶的實際使用經驗証明，SCF-330按5%~8%的使用濃度即可完全滿足其多種加工工藝，潤滑性相當出色，模具表面的光潔度也較以往有所提高，刀具磨損明顯減少，所有機床包括使用條件較為惡劣的龍門銑，切削液的使用壽命都達到了一年以上，也不再出現泡沫問題，操作者表示切削液氣味溫和易於接受，沒有皮膚過敏的問題，車間生產環境得到了明顯改善，企業也避免了因經常停機換液對生產造成的影響，生產效率大大提高，解決了困擾客戶多年的生產問題，客戶表示非常滿意。
高端切削液的發展趨勢
縱觀如今的模具製造業，現代模具加工正在漸漸向高速、強力、精密方向發展，超硬、超強度等難加工材料的發展也使加工的難度日益增加。這兩方面的原因導致切削加工過程中的摩擦力、摩擦熱大幅度提高，這就要求切削液具有更好的潤滑、冷卻、清洗、防鏽性能，以便獲得理想的加工表面。同時，隨著人們環保意識的增強，操作者對於切削液給環境和人體健康帶來的危害性也越來越重視，綠色環保型的高性能切削液也一定會成為金屬加工行業的主流產品。
就整體趨勢而言，高端切削液將以追求高效率、高性能、低污染和低能耗為目標，配合模具業的發展方向，引領切削液工藝技術不斷向前發展。
| 奎克化学：QUSKERCOOL 588切削液精彩呈现 |
本文供稿：奎克化学
6月13日，於CIMES 2010期間，奎克化學召開專題技術研討會，該公司全球產品經理Jon Plawchan以其新推出的切削液QUSKERCOOL 588為題做了精彩的演講。
實驗對比結果 |
據介紹，QUAKERCOOL 588 是設計用於具有高清潔性，潤滑性，冷卻性和防鏽功能的重負荷加工場合，並配以奎克專利研究開發的合成酯技術。特別推薦用於高品質表面光潔度的加工要求。
QUAKERCOOL 588潤滑劑不含氯和硫，採用最新的合成酯技術，更多的使用環保型原料，在保護環境的同時，提供了同等或更高的性能。QUAKERCOOL 588 同時也應用了奎克公司“無菌”技術，配以獨特的緻密乳液顆粒配方，使冷卻液帶走量非常低，使用壽命更長，同時保証優異的潤滑性能。
QUAKERCOOL 588 能為黑色金屬或有色金屬材料提供優異的切削和磨削加工性能。 “能為各類鋁合金以及鋼件提供優異的切削加工性能。”
Jon Plawchan舉例說，中國一家企業一直在尋求新的冷卻液產品，希望在保持加工質量不變的前提下，盡量降低成本。在試用QUAKERCOOL 588幾個月後，該企業發現，這種切削液不但滿足了加工性能的要求，也節約了72%的成本。
據瞭解，奎克化學在該款產品中注入了多項尖端技術，比較有代表性的如：增強型潤滑配方，提供獨特的潤滑性能，大大改善刀具使用壽命；專利合成脂技術，不含殺菌劑，安全環保，易於廢液處理；獨有的抗菌技術，有效抑制細菌和真菌繁殖。
Jon Plawchan最後表示：“奎克的目標是成為一個真正的全球一體化公司，能從任何地方向世界每一個角落提供最佳產品。相信奎克化學的產品、技術解決方案和化學品管理服務能夠幫助全球客戶改善工藝流程，提高其產品質量，並降低生產成本。”
奎克化學是全球領先的加工用化學品、化學專用品、相關服務和專業技術的供應商，在專業領域擁有超過90年的專業經驗，專注行業包括鋼鐵、汽車、礦山、航空航太、管道、塗料和建築材料等。
本文供稿：美孚工业润滑油
在競爭日益激烈的環境中，實現生產效率最大化是企業取得競爭優勢的關鍵，對於中小型的機械車間尤其如此。就產量而言，中小企業無法與大型競爭對手的總體生產能力相抗衡。而且，大型競爭者比中小型企業擁有更多設備、更多人員和資源。
那麽中小型企業如何在競爭中獲得優勢呢？
實施主動維護策略
任何公司都能做的最有價值的事情之一，就是採用主動維護的方法，而不是等到出問題再去尋找解決辦法。
主動維護策略是許多最成功的公司工業部門中（無論是大型還是小型）普遍採用的策略。
該策略並不將設備維護視作成本，而是視作戰略性投資。利用這一維護理念，這些公司認識到當投資保護其資產（設備）時，他們可以從出眾的設備耐用性以及最大化的性能和生產率中獲得巨大的回報。
美孚工業潤滑油在CIMES 2010展會現場的口號是“讓機械車間更有序、更長久的運轉” |
對於許多專業從事機械車間應用領域的小型公司來說，這一維護策略是至關重要的。因為機械車間專用設備通常是整個公司運營最重要的部分。如果這些設備不能有效地運行，公司的生產率和利潤將受到嚴重影響。成功的主動維護策略中最關鍵和最經濟的要素是實施全面的潤滑油分析計劃。
潤滑油分析是通過一系列的測試，幫助確定設備內部構造及所使用潤滑油的狀況。利用該資訊，可以延長二者的使用壽命，識別早期警告信號（例如污染和磨損），並盡可能地減少計劃外停機。
對於專業維護人員和管理者來說，如果希望實施有效的潤滑油分析計劃，同時節約時間和資金，可以使用如埃克森美孚專有的在線Signum油品分析計劃。
簡化庫存管理
中小型機械車間企業實現生產率最大化的另一個極佳途徑是保持有效的庫存管理策略。
在處理庫存管理時，用戶需要考慮多個要素，其中最重要的是認識到庫存成本，不僅包括物料的初始購買價格，還包括與搬運和儲存相關的成本。
在制訂庫存管理策略時需要考慮的其他事項包括：估計補充量和確定提交再訂購訂單的時間。
確定適當的再訂購量和時機的關鍵要素是，企業主或維護經理准確地測定有多少可用儲油空間。通常情況下，大多數機械車間業主或經理不希望使用寶貴的空間儲存過多的油品。
因而，可以遵循的最佳實務是與您的供應商密切合作，制訂有效的周期性訂購流程。通過該流程，在上次訂購的油品即將耗盡之前收到新交付的油品。
另一項關鍵的事情是定期檢查使用的產品和供貨，尤其是潤滑油。
機械車間業主有效利用庫存空間的一種常用方式是審查所使用潤滑油的清單。潤滑油佔據大量的儲存空間，而且許多產品可以整合為多效合一的產品，以減少儲存產品的種類。
高性能潤滑油的利益
無論用戶的公司專業生產簡單的螺栓、復雜的齒輪組還是高精度的閥門，保持機械設備有效運行是盈利的關鍵。
畢竟在機床中，設備之間產生著相互的物理作用，要求潤滑油能協調且有效地工作，例如，導軌油必須與切削液相互相容。
在機床中，潤滑油與冷卻液的混合是不可避免的。
有些導軌油可能無法迅速地與冷卻液分離，導致過多的“浮油”。過多浮油將縮短金屬加工的有效壽命並改變切削性能。過多浮油還會引起水溶性冷卻液中細菌滋長，產生難聞的氣味，縮短冷卻液的壽命，導致潛在的員工健康與安全問題。
要避免這些問題，確保設備長期平穩地運行，就必須選擇高性能的潤滑油。美孚威達數字系列潤滑油專為各種導軌和滑槽應用提供優異的摩擦特性和冷卻液相容性。該系列潤滑油理想適用於多種應用，包括作為導軌潤滑油用在鋼與鋼接觸和鋼與塑膠接觸的導軌上，以及作為中度荷載機床的液壓油，美孚威達潤滑油可以用於增強設備的性能，並簡化庫存管理。
在當今日益激烈的競爭環境中，實現生產率最大化是所有企業的目標，對於中小型機械車間而言尤其如此。遵照以上提示，可以幫助企業增強其總體運營效率，降低庫存管理成本，最重要的是實現生產效率最大化。 ■
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