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液氮的制冷原理

所謂液氮冷卻就是利用液氮進(jìn)行低溫(超低溫)切削加工，即利用液氮使工件、刀具或切削區(qū)處于低溫冷卻狀態(tài)進(jìn)行切削加工的方法。

氮?dú)馐谴髿庵泻?成分，液氮作為制氧工業(yè)的副產(chǎn)品，來源十分廣闊。使用液氮作為切削液，應(yīng)用后直接揮發(fā)成氣體返回到大氣中，沒有任何污染物，從環(huán)保方面看，是一種有前途的切削掖替代品。

液氮制冷怎么使用

1、直接應(yīng)用

即將液氮作為切削液直接噴射到切削區(qū)。一般來說，由于刀具磨損嚴(yán)重，金剛石刀具不能用來加工黑色金屬。

而美國一學(xué)者采用液氮冷卻系統(tǒng)對不銹鋼用金剛石刀具進(jìn)行車削加工，由于低溫抑制了碳原子的擴(kuò)散和石墨化，大大減少了刀具磨損，并取得了極好的加工質(zhì)量，其表面粗糙度達(dá)到Ra25μm。

2、間接利用

主要是刀具冷卻法，即在加工中不斷地冷卻刀具，使切削熱快速從刀具上、特別是刀尖處被帶走，刀尖始終保持在低溫狀態(tài)下工作。

美國林肯大學(xué)的學(xué)者利用一種配備新型冷卻系統(tǒng)的PCBN刀具進(jìn)行了試驗(yàn)研究。這種刀具是在車刀上部的方盒內(nèi)儲存液氮，由進(jìn)口輸人，從出口流出。試驗(yàn)表明，使用液氮冷卻時(shí)，車刀壽命提高數(shù)倍，磨損降低1/4，并可獲得較低的表面粗糙度。

氮?dú)獾募夹g(shù)指標(biāo)
液氮/5.0N:氮?dú)夂?9.999%,氫≤1ppm,氧≤3ppm,一氧化碳≤1ppm,二氧化碳≤2ppm,甲烷≤1ppm
純氮/4.0N:氮?dú)夂?9.99%,氫≤15ppm,氧≤50ppm,一氧化碳≤5ppm,二氧化碳≤10ppm,甲烷≤5ppm,水分≤15ppm
高純氮/5.0N:氮?dú)夂?9.999%,氫≤1ppm,氧≤3ppm,一氧化碳≤1ppm,二氧化碳≤1ppm,甲烷≤1ppm,水分≤3ppm
超純氮/6.0N:氮?dú)夂?9.9999%,氬≤2ppm,氫≤0.1ppm,氧≤0.1ppm,一氧化碳≤0.1ppm,二氧化碳≤0.1ppm,甲烷≤0.1ppm,水分≤0.5ppm
氮?dú)獾陌b規(guī)格
50L鋼瓶:氣體壓力19.5±0.5MPa,氣體體積10000L,氣體凈重11.53kg
40L鋼瓶:氣體壓力13.5MPa,氣體體積5400L,氣體凈重6.23kg
10L鋼瓶:氣體壓力10MPa,氣體體積1000L,氣體凈重1.15kg
4L鋼瓶:氣體壓力10MPa,氣體體積400L,氣體凈重0.46kg
杜瓦罐:氣體壓力1.6~3.4MPa,氣體體積108~126Nm3,氣體凈重124~145kg
槽車:氣體壓力0.8MPa,氣體凈重20噸以上
鋼瓶接口:QF-2、PX-32外螺紋/內(nèi)螺紋,螺紋出口G5/8(外徑22.911,牙數(shù)為14牙/英寸,螺距為1.814毫米,牙高1.162,小徑20.587)