機械工程-常見的刀具自潤滑材料有哪些

    “磨損”始終是高性能刀具的頭號敵人。在切削過程中，刀具前后刀面會不斷與切屑和工件接觸，發生劇烈摩擦，對刀具的摩擦磨損會造成刀具損壞和失效，從而無法進行切削。工件上的劇烈摩擦會降低加工表面的質量。為了減少磨損，以前一般使用潤滑切削液，但這些潤滑液在高溫下性能會衰減，難以滿足高速切削等高溫加工場合的加工要求。

       現在很多人認為解決這個問題最好的方法之一是通過一定的工藝生產出具有一定機械性能和自潤滑性能的陶瓷刀具，因為這種自潤滑刀具內部總是含有固體潤滑劑，可以實現自潤滑。貫穿整個生命周期。由于自潤滑刀具的應用可以減少摩擦磨損，節省冷卻潤滑系統，減少設備投資，避免切削液對環境的污染，是一種高效、清潔的綠色刀具。

       那么自潤滑材料有哪些呢？

       自潤滑陶瓷刀具材料中一般選用剪切強度和硬度低或層狀結構的固體潤滑劑作為固體潤滑劑。自潤滑材料的主要種類如下：
       1、金屬潤滑劑
       常用的金屬潤滑劑一般為軟金屬，主要有鋅、金、銀、錫等。軟金屬粘附在基體表面，只要有十分之幾微米厚的薄膜就可以起到潤滑作用。由于軟金屬的剪切強度較低，而軟金屬與基體的結合強度大于軟金屬的極限剪切強度，當與偶材料發生摩擦時，軟金屬膜便向對偶材料表面轉移形成轉移膜。
       2、非金屬潤滑劑
       常用的非金屬潤滑劑主要是指具有層狀結構的材料，如石墨，以及元素硫化物和氧化物。
       ①六方氮化硼hBN
       六方BN具有許多與石墨相似的物理性質，因此被稱為“白石墨烯”。HBN可分散于耐熱潤滑脂、水或電容器中，也可噴涂于摩擦表面形成干膜，填充于樹脂、陶瓷、金屬等耐高溫自潤滑復合材料的表層使用的材料。
       (2)石墨
      石墨具有穩定的層狀六方晶體結構。一般認為其摩擦系數低的原因是受到剪切力時易在層間滑動。石墨還可以與其他粉末具有潤滑性能的復合粉末潤滑劑，石墨還可以分散在各種液體中形成懸浮液，組成油或水的石墨乳液，用于金屬加工。
       ③二硫化鉬的MoS2
        MoS2也是六方晶層狀結構，黑色固體粉末，有金屬光澤，理論上1μm厚的涂膜可以承受1700萬次的往復摩擦，實際上這個厚度的膜有幾十萬次的摩擦壽命。MOS2是應用最廣泛的固體潤滑劑之一。但二硫化鉬活性硫含量高，易對銅造成腐蝕。此外，當銅及其合金制造的零件需要潤滑時，也不是說不可以選擇含有二硫化鉬的潤滑產品，而如果選用了，那么就還需要添加防銅腐蝕劑。

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