液氮极度深冷低温切削

　　用于低温切削的制冷方法主要有低温风冷、液氮冷却和电子冷冻等。今天先介绍一下大家近期比较关注的液氮冷却。

所谓液氮冷却就是利用液氮进行低温(超低温)切削加工，即利用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态进行切削加工的方法。氮气是大气中含量最多的成分，液氮作为制氧工业的副产品，来源十分广阔。使用液氮作为切削液，应用后直接挥发成气体返回到大气中，没有任何污染物，从环保方面看，是一种有前途的切削掖替代品。

　　液氮冷却有直接和间接两种应用方法

　　直接应用

　　即将液氮作为切削液直接喷射到切削区。一般来说，由于刀具磨损严重，金刚石刀具不能用来加工黑色金属。而美国一学者采用液氮冷却系统对不锈钢用金刚石刀具进行车削加工，由于低温抑制了碳原子的扩散和石墨化，大大减少了刀具磨损，并取得了极好的加工质量，其表面粗糙度达到Ra25μm。

　　间接利用

　　主要是刀具冷却法，即在加工中不断地冷却刀具，使切削热快速从刀具上、特别是刀尖处被带走，刀尖始终保持在低温状态下工作。美国林肯大学的学者利用一种配备新型冷却系统的PCBN刀具进行了试验研究。这种刀具是在车刀上部的方盒内储存液氮，由进口输人，从出口流出。试验表明，使用液氮冷却时，车刀寿命提高数倍，磨损降低1/4，并可获得较低的表面粗糙度。

　　MAG采用液氮作为冷却剂。这本身并不是一个新的创意，但MAG公司的这项专利技术与以前的各种冷却方法完全不同。液氮冷却的其他应用方式通常是将整个工作区完全浸没在液氮中，或者通过一个外部喷嘴向工作区进行液氮喷雾。MAG的冷却方法（最初是由一家研发企业Creare公司所开发）可以最贴切地表述为“最小量低温切削”。在该方法中，液氮以较低的速度流过主轴和刀具的内冷却通道，与最小量润滑（MQL）的情况比较类似。但与MQL不同的是，这样做的目的不是润滑，而是冷却，而且是“极度深冷”。

　　MAG超低温液氮冷却切削技术的推出，可以实现通过主轴中心和刀柄中心在刀片切削刃部的微孔中释放出液氮，刀具切削产生的热量被液氮气化（液氮的沸点为-320℃）的瞬间带走，尤其是在超硬材料加工和复合材料加工上会有更好的效果，切削速度可以大大提高，刀具寿命也可以大大延长。