浅谈金属加工节能润滑技术

段崇美

摘 要：金属加工的传统润滑方式主要是将润滑剂喷淋在金属上，使金属实现润滑，而后再等待润滑剂冷却。这种喷淋方式往往会将喷淋的焦点逐渐转移到非润滑冷却部位上。此时，润滑剂投入量若不断加大，其润滑消耗量也会不断增加。在这种情况下，润滑剂泄露与浪费程度较高，从而促使环境受到污染，润滑剂消耗成本提高。石油资源作为一种非可再生资源，用完即止。因而，在石油资源需求量越来越大，开采量逐渐降低的当下，油价不断上涨。这也影响着金属加工环节，促使金属加工产业不得不引入环保与节能技术。当前，金属切削加工节能润滑技术、金属成形加工节能润滑技术与微量润滑技术成为了人们关注的焦点。本文研究重在探讨的是金属加工过程中的节能润滑技术。

关键词：润滑油；节能润滑技术；金属加工；金属切削；微量润滑

在传统的金属加工过程中多使用直接在其表面喷洒润滑剂的方式，之后待其冷却以达到润滑的目的，虽具有一定效果，但随着社会发展和技术进步需要进行变革。将节能与环保技术引入金属加工节能润滑技术领域大有裨益，本文即从金属切削加工节能润滑技术、金属成形加工节能润滑技术、微量润滑关键技术等方面做了分析，并得出微量润滑关键技术的效果更为突出。微量润滑关键技术的使用对润滑剂具有润滑性强、挤压抗磨性强、散热性好以及可生物降解的要求。

1 金属切削加工节能润滑技术

金属切削加工主要有以下几个过程 ：车、铣、钻、刨、磨。在金属切削加工时，金属强度、刀具与切屑存在的摩擦程度，直接决定了切开母体材料耗费的功与去除材料耗费的功。在对金属进行切削加工时，金属表面会不断形成，因而金属加工会产生较大的摩擦力。刀具与切屑的摩擦，会损耗大量的加工能量，并产生大量的热。由此，金属表面的温度会不断提

高。为了防止切削时刀具伤害工件，加工人员通常会适当地加入切削油液。此时，润滑剂在遭受高温高压刺激，进而充分发挥其本有的极压边界润滑性能，并带走积屑，防止金属表面形成严重的积屑瘤。换言之，润滑剂不仅具有冷却作用，还有冲洗去屑的功能。在对金属进行切削加工时，适当地加入切削油液，还能有利于防止加工设备生锈，并保护工件不被锈蚀。

与其他材料的切削不同，金属切削过程中，金属表面的温度会不断提高，加之在金属切削过程中，新生金属表面不断增生并暴露，为了防止新生金属表面损伤，必须要适当地加入润滑性的极压剂，充分保障金属切削面能够产生极压润滑膜，并覆盖新生金属表面，加工过程中，充分利用了切削油液较强的极压功能。值得注意的是，在选择挤压剂时，必须要选用活性较强，反应速度快的化合物。如果金屬加工恰好置于温和环境下，即可将脂肪油与矿物油相互混合，进而形成润滑油。若温度超过 150 摄氏度，必须选用具有较强活性的氯系、硫系极压剂。一般而言，氯系、硫系极压剂具有较强的复合使用效果。部分研究实验显示，加入含脂肪酸皂的削油液有利于提高削油液的抗磨性能；加入含活性硫的添加剂有利于增强的切削油液本身的极压性能。当前，不管是普通车加工，还是磨削，使用具有含油性剂切削油液，都能极好地达成润滑效果。对有色金属，如铜、铝等进行加工时，只需适当地加入脂肪酸油脂类润滑剂即可，切忌使用活性硫润滑添加剂。否则，被加工金属将发生严重腐蚀现象。而在拉削、滚齿加工方面，大部分使用的极压添加剂都是反应活性较强的极压添加剂。这种极压添加剂即便面对苛刻润滑条件，也能有效地适应切削需要。虽然部分润滑剂润滑效果极好，但在使用后却容易使刀具刃口产生积屑瘤。此时，即便金属加工后能取得较高的表面精度，刀具也会遭受严重的磨损。同时，刀具的实际使用寿命也将缩短，使用性能显著下降。除此之外，如果在添加润滑剂时，选用的是水基切削液，必须要先查看使用浓度。水基切削液必须满足金属切削浓度需求，才能真正充分发挥切削效果。换言之，水基切削液的浓度并非是越高越高，也非是越低越好。若浓度不合理，切削性能会显著下降。若浓度不合理，在应用时也极容易引发大量金属屑，进而促使润滑油被碎屑带走，润滑油浪费更加严重。

2 金属成形加工节能润滑技术

在金属成形加工过程中，润滑剂在每个环节都有应用。如启动设备、持续加工、停止加工，都需要适当添加润滑剂。此时的润滑过程是边界润滑和流体润滑共同作用的过程。如在金属材料模具加工成形过程中，首先完成材料塑性变形。这个过程需要外表面与模具充分接触，进而促使塑性变形产生巨大的接触压力。值得一提的是，在变形过程中，模具会与加工材料产生明显的油契效应。因此，必须要充分保障润滑剂的最佳粘度状况。与金属切削加工类似，金属成形过程中，金属材料会不断形成新金属表面。为了防止金属表面摩擦受损，需选择优质油性剂、挤压剂润滑极压边界，进而使摩擦化学反应保持一致。

在加注润滑剂时，必须要先了解加工工艺对应的苛刻程度，掌握加工材料对应的材质与硬度。因为金属材料成形过程中会与润滑剂不断接触，部分成形材料还会和润滑剂产生的摩擦化学反应，进而引发不必要的化学磨损。所以，在选择润滑剂时，必须先掌握成形材料的反应活性情况和模具保护需求。一般而言，金属成形加工过程中，应保障润滑剂具有良好的性能，否则容易引发疵漏事故。如添加质量较差的润滑剂后，金属在轧制过程中容易发生粘连现象，致使金属材料在冲压过程中被迫撕裂，亦或在拉拔过程中被迫断线。此外，要注重润滑适度，多度润滑会引发轧件打滑情况亦或是轧辊损坏情况。特别是在管线拉拔过程中，若注入过多的润滑剂，导致润滑剂冷却效果过好，工件无法在高温度下实现拉拔，工件效率也会显著下降。由此，润滑耗能会显著提升，金属加工润滑成本提高。

3 微量润滑关键技术

微量润滑技术是凭借微量润滑系统来实现节能润滑效果的。在微量润滑系统工作过程中，微量润滑装置会先对空气进行压缩，使空气转变成动力。而后，选择微量特用润滑材料并将其推送到合适的润滑部位，使得摩擦点获得适度润滑。在空气流压缩过程中，金属加工变形与摩擦形成的热量会被带走，同时，润滑油耗能降低，润滑油成本减少，这种做法在一定程度上还有效防止了环境污染。资料显示，不管是金属切削加工节能润滑技术，还是金属成形加工节能润滑技术，其节能润滑效果远远无法企及微量润滑技术。值得一提的是，微量润滑剂的要求相对较高，必须要满足以下四个条件方可应用 ：其一、润滑性较好。良好的润滑剂只需使用少许，即可满足金属加工润滑需要 ；其二、润滑剂必须具备良好的极压抗磨性，进而促使润滑剂能够使刀具与工件减少摩擦磨损 ；其三、润滑剂具有良好的散热性。金属加工过程中，模具与工件之间往往会产生一定的摩擦热量。为了防止热量堆积损害金属表面，破坏金属表面完整性，必须选用能够带走空气流的润滑剂 ；其四、可生物降解。节能润滑技术的主要目的是减少环境污染，保护操作者的身体健康。因此，在选用润滑剂时，必须要选择可生物降解的润滑剂。在以上四项条件均达标的情况下，微量润滑技术能够大大提高润滑效果，节约耗能。

参考文献：

[1]唐兴中.基于组合赋权—灰色关联投影法的工程机械通用润滑油研究[D].广西大学，2014.