น้ำมันตัดกลึงหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "สารหล่อเย็น" ในกระบวนการแปรรูปโลหะ นอกเหนือจากฟังก์ชันการหล่อลื่น การระบายความร้อน การกำจัดเศษ และการป้องกันสนิมแล้ว ยังมีฟังก์ชันป้องกัน-การเกิดฟอง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และต้านแบคทีเรียอีกด้วย การเลือกน้ำมันตัดมีความสัมพันธ์กับคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำในการประมวลผลของชิ้นงาน และยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวัสดุที่กำลังแปรรูป กระบวนการแปรรูป และวัสดุเครื่องมืออีกด้วย
1. วัสดุทั่วไปของเครื่องมือ CNC
(1) เหล็กความเร็วสูง-
เหล็กความเร็วสูง-เป็นเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมสูง-ที่มีองค์ประกอบโลหะผสมจำนวนมาก เช่น ทังสเตน (W) โมลิบดีนัม (Mo) โครเมียม (Cr) และวาเนเดียม (V) เหล็กความเร็วสูง-มีความแข็งสูง (62HRC ~ 67HRC) และทนความร้อน และยังสามารถตัดได้ที่อุณหภูมิการตัดสูงถึง 500 องศา ~650 องศา ; เหล็กความเร็วสูง-มีความแข็งแรงสูง (ความแข็งแรงในการดัดงอเป็น 2~3 เท่าของซีเมนต์คาร์ไบด์ทั่วไปและ 5~6 เท่าของเซรามิก) และมีความเหนียวดี และสามารถใช้ได้ในโอกาสที่มีการกระแทกและการสั่นสะเทือน สามารถใช้ในการแปรรูปวัสดุได้หลากหลาย เช่น -โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เหล็กโครงสร้าง เหล็กหล่อ และ-โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง เหล็กความเร็วสูง-มีกระบวนการผลิตที่ดีและลับคมได้ง่าย เหมาะสำหรับการผลิตเครื่องมือประเภทต่างๆ โดยเฉพาะการผลิตเครื่องมือที่มีรูปร่างซับซ้อน เช่น สว่าน สว่าน เครื่องมือขึ้นรูป เครื่องมือเฟือง เป็นต้น
ตามประสิทธิภาพการตัด เหล็กความเร็วสูง-สามารถแบ่งออกเป็นเหล็กความเร็วสูง-ธรรมดา และเหล็กความเร็วสูง-ประสิทธิภาพสูง- ตามกระบวนการผลิต สามารถแบ่งออกเป็นการถลุงเหล็กความเร็วสูง-และโลหะผงความเร็วสูง-
(2) ซีเมนต์คาร์ไบด์
ซีเมนต์คาร์ไบด์เป็นผลิตภัณฑ์โลหะผสมผงที่ถูกเผาภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงโดยใช้ความแข็งสูง-โลหะคาร์ไบด์ที่ทนไฟ (WC, TiC ฯลฯ) และสารยึดเกาะโลหะ (Cr, Ni ฯลฯ) ความแข็งของซีเมนต์คาร์ไบด์ที่อุณหภูมิห้องสูงถึง 89HRA~93HRA และความแข็งของมันคือ 77HRA~85HRA ที่ 760 องศา ซีเมนต์คาร์ไบด์ยังสามารถใช้สำหรับการตัดที่ 800 องศา ~1,000 องศา อายุการใช้งานของเครื่องมือสูงกว่าเครื่องมือเหล็กกล้าความเร็วสูง-หลายสิบเท่า สามารถแปรรูปวัสดุได้หลากหลายรวมทั้งเหล็กชุบแข็ง อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงและความเหนียวของซีเมนต์คาร์ไบด์นั้นด้อยกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง- ความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิห้องมีค่าเพียง 18 ถึง 130 ของเหล็กกล้าความเร็วสูง- ดังนั้นซีเมนต์คาร์ไบด์จึงมีความสามารถในการทนต่อแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกของการตัดได้ไม่ดี ตารางที่ 1 แสดงซีเมนต์คาร์ไบด์หลายประเภท
(3) เครื่องมือเซรามิก
เครื่องมือเซรามิกมีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ และมีคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูง-ดี มีความสัมพันธ์กับโลหะต่ำ ยึดเกาะกับโลหะได้ไม่ง่าย และมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี เครื่องมือเซรามิกส่วนใหญ่จะใช้ในการตัดเหล็ก เหล็กหล่อ และโลหะผสม รวมถึง-วัสดุที่ตัดยาก- สามารถใช้สำหรับการตัด-สูง-ด้วยความเร็วสูงพิเศษ การตัดด้วยความเร็วสูง- และการตัดวัสดุแข็ง
(4) เครื่องมือซุปเปอร์ฮาร์ด
วัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวดหมายถึงเพชรเทียมและคิวบิกโบรอนไนไตรด์ (CBN) เช่นเดียวกับเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) และโพลีคริสตัลไลน์คิวบิกโบรอนไนไตรด์ (PCBN) ที่ถูกเผาด้วยผงและสารยึดเกาะเหล่านี้
วัสดุที่มีความแข็งเป็นพิเศษมีความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม และส่วนใหญ่จะใช้ในการ-ตัดด้วยความเร็วสูงและการประมวลผลวัสดุ-ที่ตัดยาก-
น้ำมันตัดกลึงชนิดทั่วไป
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการประมวลผลที่แตกต่างกัน น้ำมันตัดกลึงจึงมีหลายประเภท ตามองค์ประกอบทางเคมีและสถานะ สามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท: น้ำมันตัดกลึงแบบมีน้ำ- และน้ำมันตัดกลึงแบบน้ำมัน- น้ำมันตัดกลึงที่โดยทั่วไปเจือจางด้วยน้ำเรียกว่าน้ำมันตัดกลึงแบบมีน้ำ- และน้ำมันตัดกลึงที่ไม่จำเป็นต้องเจือจางด้วยน้ำเรียกว่าน้ำมันตัดกลึงแบบน้ำมัน- น้ำมันตัดกลึงที่มีน้ำ-ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อระบายความร้อนและมีประสิทธิภาพการหล่อลื่นต่ำ น้ำมันตัดกลึงที่มีน้ำ-ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่: -อิมัลชันกันสนิม -อิมัลชันหล่อลื่นกันสนิม อิมัลชันรับความดันสูง ไมโครอิมัลชัน ฯลฯ; น้ำมันตัดกลึง-ที่ใช้น้ำมันเป็นหลักส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการหล่อลื่น และมีผลในการระบายความร้อนและการทำความสะอาดไม่ดี น้ำมันตัดกลึงที่ใช้น้ำมัน-โดยทั่วไปได้แก่: น้ำมันแร่บริสุทธิ์ น้ำมันไขมัน (หรือสารเติมแต่งในน้ำมัน) + น้ำมันแร่ น้ำมันตัดกลึงแรงดันสูงที่ไม่ใช้งาน น้ำมันตัดกลึงแรงดันสูงแบบแอคทีฟ ฯลฯ องค์ประกอบและลักษณะการใช้งานของน้ำมันตัดกลึงหลักหลายชนิดแสดงไว้ในตารางที่ 2
การเลือกใช้น้ำมันตัดกลึงอย่างสมเหตุสมผล
(1) เครื่องมือเหล็กความเร็วสูง-
วัสดุนี้เป็นเหล็กกล้าโลหะผสมเกรดสูง-ที่มีโครเมียม นิกเกิล ทังสเตน โมลิบดีนัม วาเนเดียม (บางชนิดมีอะลูมิเนียมด้วย) ความต้านทานความร้อนสูงกว่าเหล็กกล้าเครื่องมืออย่างมาก และอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตสามารถเข้าถึง 600 องศา เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะและเซรามิกที่ทนต่ออุณหภูมิสูง-อื่นๆ เหล็กความเร็วสูง-มีข้อดีหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีความเหนียวสูงกว่า เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและการประมวลผลการตัดอย่างต่อเนื่อง และเหล็กความเร็วสูง-มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีและมีราคาที่ยอมรับได้ง่าย
เนื่องจากเครื่องมือเหล็กความเร็วสูง-มีความแข็งสีแดงต่ำ จึงจำเป็นต้องใช้น้ำมันตัดระหว่างการใช้งาน เมื่อตัดที่ความเร็วต่ำและปานกลาง ขอแนะนำให้ใช้-น้ำหล่อเย็นหรืออิมัลชันที่มีน้ำมันเป็นส่วนประกอบหลัก เมื่อตัดด้วยความเร็วสูง เนื่องจากเกิดความร้อนสูง ควรใช้น้ำหล่อเย็นที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก- หากใช้น้ำมันตัดกลึงที่มีส่วนผสมของน้ำมัน- จะทำให้เกิดละอองน้ำมันมากขึ้น ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และทำให้ชิ้นงานไหม้ได้ง่าย ลดคุณภาพการประมวลผล และเพิ่มการสึกหรอของเครื่องมือ นอกจากนี้ ขอแนะนำให้ใช้สารละลายน้ำที่มีความดันสูงหรืออิมัลชันที่มีความดันสูงสำหรับการแปรรูปหยาบ และใช้อิมัลชันที่มีความดันสูงหรือน้ำมันตัดกลึงที่มีความดันสูงเพื่อการแปรรูปแบบละเอียดเพื่อลดแรงเสียดทาน ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำ และยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ
(2) เครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์
ซีเมนต์คาร์ไบด์ประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) ไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TiC) แทนทาลัมคาร์ไบด์ (TaC) และโคบอลต์ 5% ถึง 10% ความแข็งของมันสูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง-มาก อุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่อนุญาตสามารถเข้าถึง 1,000 องศา มีความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยมและสามารถลดการยึดเกาะระหว่างเศษเมื่อแปรรูปวัสดุเหล็ก
เนื่องจากเครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์มีความแข็งสีแดงที่ดี เมื่อแปรรูปวัสดุทั่วไป โดยทั่วไปจะใช้การตัดแบบแห้งโดยไม่ต้องเติมน้ำมันตัด อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการตัดแบบแห้ง อุณหภูมิของชิ้นงานจะสูงขึ้น ซึ่งทำให้ชิ้นงานมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อน และส่งผลต่อความแม่นยำในการประมวลผลของชิ้นงาน นอกจากนี้ เมื่อตัดโดยไม่ใช้สารหล่อลื่น ความต้านทานการตัดจะมีขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น และเร่งการสึกหรอของเครื่องมือ เครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์มีราคาแพง ดังนั้นจากมุมมองทางเศรษฐกิจ การตัดแบบแห้งจึงไม่คุ้มทุน-
เมื่อเลือกน้ำมันตัดควรคำนึงถึงความไวของซีเมนต์คาร์ไบด์ต่อความร้อนฉับพลัน และควรให้ความร้อนเครื่องมืออย่างสม่ำเสมอให้มากที่สุด มิฉะนั้นจะทำให้เกิดการบิ่น โดยทั่วไป น้ำมันตัดกลึง-จากน้ำมันจะมีค่าการนำความร้อนต่ำ และมีโอกาสทำให้เครื่องมือเย็นลงกะทันหันน้อยกว่าน้ำมันตัดกลึงแบบน้ำ- ดังนั้น น้ำมันตัดกลึง-ที่ใช้น้ำมันเป็นหลักซึ่งมีสารป้องกันการสึกหรอ-จึงถูกนำมาใช้โดยทั่วไป เมื่อใช้น้ำมันตัดกลึงในการตัด สิ่งสำคัญคือต้องทำให้เครื่องมือเย็นลงอย่างสม่ำเสมอ วิธีที่ดีที่สุดคือ-ทำให้เครื่องมือเย็นลงก่อนเริ่มตัด สำหรับการตัดด้วยความเร็วสูง- ควรใช้น้ำมันตัดไหลปริมาณมากเพื่อพ่นบริเวณการตัด เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เครื่องมือได้รับความร้อนไม่สม่ำเสมอและการบิ่นของใบมีด นอกจากนี้ยังสามารถลดมลพิษจากควันน้ำมันที่เกิดจากการระเหยเนื่องจากอุณหภูมิที่มากเกินไป
(3) เครื่องมือตัดเซรามิก
วัสดุนี้ทำจากอลูมินา โลหะ และคาร์ไบด์ที่เผาที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง-ดีกว่าซีเมนต์คาร์ไบด์ ดังนั้นจึงมักใช้การตัดแบบแห้ง เมื่อพิจารณาถึงความเย็นที่สม่ำเสมอและหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่มากเกินไป น้ำมันตัดกลึงที่มีน้ำ-ก็มักจะถูกนำมาใช้เช่นกัน แต่ทางที่ดีควรเทอย่างต่อเนื่องและเต็มโดยไม่หยุดชะงัก
(4) เครื่องมือตัดเพชร
มีความแข็งสูงมาก และโดยทั่วไปใช้สำหรับการตัดแบบแห้ง เพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่สูงเกินไป เช่น วัสดุเซรามิก น้ำมันตัดกลึงที่มีน้ำ-จึงถูกนำมาใช้ในหลายกรณี
บทสรุป
การเลือกน้ำมันตัดกลึงที่เหมาะสมตามวัสดุเครื่องมือที่แตกต่างกันไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำในการตัดเฉือนของชิ้นงานได้ แต่ยังช่วยลดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของชิ้นงานและการสึกหรอของเครื่องมือ ปรับปรุงความทนทานของเครื่องมือ ลดต้นทุนการผลิต และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ดังนั้นจึงควรใส่ใจในการผลิต
