1、切削液基礎(chǔ)知識(shí)切削液是一種用在金屬切、削、磨加工過(guò)程中，用來(lái)冷卻和潤(rùn)滑刀具和加工件的工業(yè)用液體切削液是金屬切削加工的重要配套材料。18世紀(jì)中后期以來(lái)，切削液在各種金屬加工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)初，人們從原油中提煉出大量潤(rùn)滑油，發(fā)明了各種潤(rùn)滑油添加劑，真正拉開了現(xiàn)代切削液技術(shù)的歷史序幕。一、切削液的組成及性能特點(diǎn)切削液的品種繁多，作用各異，分為油基切削液和水基切削液兩大類。油基切削液也叫切削油，它主要用于低速重切削加工和難加工材料的切削加工。水基切削液分為3大類乳化切削液、微乳化切削液和合成切削液。二、切削液的作用使用切削液的主要目的是為減少切削能耗，及時(shí)帶走切削區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的熱量以降低切

2、削溫度、減少刀具與工件間的摩擦和磨損、提高刀具使用壽命，保證工件加工精度和表面質(zhì)量，提高加工效率，達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效果。切削液在加工過(guò)程中的這些效果主要來(lái)源于其潤(rùn)滑作用、冷卻作用、清洗作用和防銹作用。止匕外，因?yàn)榍邢饕菏怯椭瘜W(xué)制品，直接與操作人員、工件和機(jī)床相接觸，對(duì)其安全性和腐蝕性也必須有一定的要求。三、切削液的發(fā)展趨勢(shì)眾所周知，切削液具有潤(rùn)滑、冷卻、清洗及防銹等作用，對(duì)提高切削加工質(zhì)量和效率、減少刀具磨損等均有顯著效果。近十多年來(lái)，我國(guó)的切削液技術(shù)發(fā)展很快，切削液新品種不斷出現(xiàn)，性能也不斷改進(jìn)和完善，特別是20世紀(jì)70年代末生產(chǎn)的水基合成切削液和近幾年發(fā)展起來(lái)的半合成切削液（微乳化切削液）在

3、生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用，為機(jī)械加工向節(jié)能、減少環(huán)境污染、降低工業(yè)生產(chǎn)成本方向發(fā)展開辟了新路徑。四、切削液的選用切削液都是按照油基切削液和水基切削液來(lái)選用的。總體上看，在加工質(zhì)量和刀具壽命方面，油基切削液比水基切削液要優(yōu)越，盡管隨被加工材料、加工方法、加工條件的不同其優(yōu)劣程度會(huì)有所差異。所以，水基切削液應(yīng)該用于存在著比加工質(zhì)量和刀具壽命更優(yōu)先的場(chǎng)合。五、其他切削液1）膏狀及固體潤(rùn)滑劑在攻螺紋時(shí)，常在刀具或工件上涂上一些膏狀或固體潤(rùn)滑劑。膏狀潤(rùn)滑劑主要是含極壓添加劑的潤(rùn)滑脂。固體潤(rùn)滑劑主要是二硫化鋁蠟筆、石墨、硬脂酸皂、蠟等。用二硫化鋁蠟筆涂在砂輪、砂盤、帶、絲錐、鋸帶或圓鋸片上，能起到潤(rùn)滑作用并降低

4、工件表面的粗糙度，延長(zhǎng)砂輪和刀具的使用壽命，減少毛刺或金屬的熔焊。2）氣體冷卻劑空氣是最常用的氣體冷卻劑，干切削時(shí)就有常壓的空氣存在，起到一定的冷卻作用，但冷卻效果極差。為了提高氣體的冷卻效果，可以把空氣壓縮，使氣體以較快的流速吹到切削區(qū)，帶走切削熱，并把切屑吹走，但必須采取防護(hù)措施。采用二氧化碳和氮?dú)獾榷栊詺怏w，其沸點(diǎn)低于室溫，經(jīng)壓縮后噴到切削區(qū)域，起到蒸發(fā)作用。采用惰性氣體的優(yōu)點(diǎn)是冷卻性能好，可延長(zhǎng)刀具使用壽命，并且透明，可看清加工情況，清除油煙，不會(huì)污染工件、切屑和機(jī)床潤(rùn)滑劑，但成本相對(duì)較高。藍(lán)德切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配伍而成，同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤(rùn)滑性能、防銹性能、除油

5、清洗功能、防腐功能、易稀釋特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的毛病。油基切削液的分類和組成油基切削液主要由基礎(chǔ)油、油性添加劑、極壓添加劑、防銹劑、抗氧劑、消泡劑和降凝劑等組成。油基切削液是以礦物油為主要成分，根據(jù)加工工藝和加工材料的不同，可以用純礦物油，也可以加入各類油性添加劑和極壓添加劑，以提高其潤(rùn)滑效果。(1)純礦物油：使用煤油、柴油等輕質(zhì)油料和全損耗系統(tǒng)用油等低黏度潤(rùn)滑油，其中輕質(zhì)油主要用于鑄鐵件的切削和琦磨及研磨加工，有利于鐵粉和砂輪灰的沉降。純礦物油成本低、穩(wěn)定性好，對(duì)金屬不腐蝕，使用周期長(zhǎng)。在使用過(guò)程中，即使有少量的切削油漏入齒輪箱、軸承和液壓系統(tǒng)中或部分潤(rùn)

6、滑油漏入切削油中，也不致影響機(jī)床性能。但純礦物油由于不含潤(rùn)滑添加劑、潤(rùn)滑效果差，承載能力低，一般只適用于輕負(fù)荷切削及易切削鋼材和有色金屬的加工。對(duì)于要求低溫流動(dòng)性好的切削油，可用聚烯姓等合成油，其凝點(diǎn)可達(dá)零下三十?dāng)z氏度，但價(jià)格較貴。(2)脂肪油(或油性添加劑)+礦物油：脂肪油曾被廣泛用作切削油，一般用作精車絲桿、滾齒、剃齒等精密切削加工，長(zhǎng)用的有菜籽油、豆油、豬油等。脂肪油主要由脂肪酸甘油酯組成，對(duì)金屬表面有較強(qiáng)的吸附能力，具有良好的潤(rùn)滑性能，其缺點(diǎn)是易氧化變質(zhì)，并在機(jī)床表面形成難以清洗的黏膜(即黃袍”)。脂肪油也可按一定比例(約10%30%)加入礦物油中，以提高礦物油的潤(rùn)滑效果。但由于脂肪油

7、為食用油，貨源較少，近年來(lái)逐漸被油性添加劑所代替。(3)非活性極壓切削油：由礦物油加非活性極壓添加劑組成。所謂非活性極壓切削油是指切削油在100C、3h的腐蝕試驗(yàn)中，銅片腐蝕在2級(jí)以下(中等程度均勻變色)。這類切削油的極壓潤(rùn)滑性好，對(duì)有色金屬不腐蝕，使用方便，被廣泛用于多種切削加工工藝。(4)活性極壓切削油：由礦物油和反應(yīng)性強(qiáng)的硫系極壓添加劑配制而成。這類切削油對(duì)銅片的腐蝕為34級(jí)，對(duì)有色金屬有嚴(yán)重腐蝕。他有良好的抗燒結(jié)性能和極壓潤(rùn)滑性能，可提高高溫和高壓條件下刀具的使用壽命，對(duì)刀具積屑瘤有強(qiáng)的控制能力，多用于容易啃刀的材料和難加工材料的切削。(5)復(fù)合切削油：由礦物油+油性添加劑和極壓添加劑

8、配制而成。使用油性添加劑如高級(jí)脂肪酸、脂肪油等，能在金屬表面產(chǎn)生物理吸附和化學(xué)吸附，形成一個(gè)分子膜吸附層，可降低切削時(shí)的摩擦阻力，但這類大加劑只有在較低的溫度時(shí)才有效，當(dāng)溫度高于200c時(shí)，極性化合物產(chǎn)生解吸和分解而失去潤(rùn)滑作用。同時(shí)含有油性劑和硫、磷、氯極壓添加劑的復(fù)合切削油，可以在很寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，適用于多工位切削及多種材料的切削加工。油基切削液和水基切削液的區(qū)別油基切削液和水基切削液的區(qū)別表現(xiàn)在四個(gè)方面：加工性能上的區(qū)別、理化性能上的區(qū)別、環(huán)衛(wèi)性能上的區(qū)別、經(jīng)濟(jì)性上的區(qū)別。1、加工性能上的區(qū)別油基切削液與水基切削液之間的差別是顯著的?？傮w說(shuō)來(lái)，油基切削液在加工質(zhì)量方面較

9、好，而在加工效率方面較差。這是因?yàn)橛突邢饕旱臐?rùn)滑性較好，適合于精密加工。但在高強(qiáng)度切削加工（高速、大進(jìn)給切削）中，因切削溫度較高，油基切削液容易冒煙，甚至有著火的危險(xiǎn)，而水基切削液不會(huì)發(fā)生類似問(wèn)題。所以，油基切削液不適合高速切削和強(qiáng)力切削。刀具壽命與切削液組成成份關(guān)系密切。一般說(shuō)來(lái)，油基切削液對(duì)刀具磨損較小，但若含有某些活性劑，亦有加速刀具磨損的傾向。2、理化性能上的區(qū)別水基切削液只有冷卻性能和清洗性能兩項(xiàng)較好，其余各項(xiàng)都是油基切削液較好。這是因?yàn)樗谋葻崛莺蜔釋?dǎo)率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油。水基切削液一般含有較多的表面活性劑，洗滌能力強(qiáng)，容易將切屑和污物帶走。但是這類切削液易產(chǎn)生泡沫，需加抗泡性。油基切

10、削液的起泡傾向小，一般情況下不需要添加抗泡性。工件被加工后，水基切削液在其表面上會(huì)留下很薄的殘留附著層，對(duì)鋼鐵類材料有一定的防銹能力，但是在有氧和水（或水蒸氣同時(shí)存在的環(huán)境中可能產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕；而油基切削液的殘留吸附層較厚而致密，其中的油性物質(zhì)的分子吸附膜能有效地隔絕氧和水蒸氣，因此防銹能力較好。就腐蝕性而言，一般說(shuō)來(lái)，油基切削液較輕微，但如果含有活性添加劑，對(duì)銅、鋁及其合金還是有一定的腐蝕性。水基切削液一般為多相體系，尤其是乳化切削液和微乳化切削液穩(wěn)定性較差，在使用過(guò)程中受有效成分消耗和雜質(zhì)的影響容易產(chǎn)生相分離，導(dǎo)致分層、漂浮、沉淀等問(wèn)題，在微生物作用下容易發(fā)生腐敗變質(zhì)，因此，管理起來(lái)比較難

11、。如果不加管理或管理不善，其使用壽命較短。水基切削液如果混入機(jī)床液壓系統(tǒng)或潤(rùn)滑系統(tǒng)，將引起液壓油或潤(rùn)滑油變質(zhì)；而油基切削液與其他油品的相容性較好。水基切削液的ph值一般在8到10,堿性較大者有時(shí)會(huì)損傷機(jī)床油漆。止匕外，水基切削液含有的化學(xué)物質(zhì)較多，并且油水混雜，其廢液要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)有很多處理項(xiàng)目；而油基切削液的成分以碳?xì)浠衔餅橹?，可回收再利用的比例較大，處理起來(lái)也比較簡(jiǎn)單。3、環(huán)衛(wèi)性能上的區(qū)別切削液的環(huán)衛(wèi)性格包括對(duì)皮膚與呼吸道的刺激、煙霧與起火危險(xiǎn)性以及對(duì)作業(yè)環(huán)境的污染等方面。一般說(shuō)來(lái)，油基切削液，尤其是粘度、閃點(diǎn)較低的油基切削液，對(duì)皮膚和呼吸道刺激性較強(qiáng)，在切削溫度較高時(shí)容易產(chǎn)生煙霧，甚至

12、有起火危險(xiǎn)。止匕外，油基切削液一旦濺落到機(jī)床周圍地面上，不易清潔。但是，含有表面活性劑較多的微乳化切削液、堿性過(guò)強(qiáng)或者亞硝酸鹽以及某些防腐殺菌劑含量過(guò)多的水基切削液也可能引起皮膚呼吸道疾病。4、經(jīng)濟(jì)性上的區(qū)別一般說(shuō)來(lái)，油基切削液與質(zhì)量好的乳化油價(jià)格接近，但油基切削液直接使用原液，而乳化油以及其他類型的水基切削液原液要用水稀釋15到20倍左右后再使用。因此，油基切削液的一次性購(gòu)入成本高，而購(gòu)入后的管理費(fèi)用和廢液處理費(fèi)用較水基切削液低。切削液的選擇原則盡管合理選用切削液是一件很復(fù)雜的事情，但在實(shí)際操作中，仍然可以遵循一定的原則對(duì)切削液進(jìn)行合理選擇。切削加工的多樣性導(dǎo)致切削液選擇的復(fù)雜性，切削液的選

13、擇原則較多，大致可歸納為如下幾條，供使用者合理選擇切削液作參考。1）能延長(zhǎng)刀具壽命這是大多數(shù)情況下切削液應(yīng)具有的重要功能。切削液通過(guò)降低刀尖溫度以延長(zhǎng)刀具壽命。在正常切削速度范圍內(nèi)，使用高速鋼刀具是通過(guò)化學(xué)作用生成潤(rùn)滑膜來(lái)減輕摩擦、降低溫度的。對(duì)硬質(zhì)合金鋼刀具，選擇切削液應(yīng)注意通過(guò)熱傳遞（冷卻作用）來(lái)降低刀尖溫度。2）能改善工件表面光潔度在低速加工中（如攻絲）采用具有化學(xué)活性的切削液可減少切削瘤，從而改善加工件的表面光潔度。對(duì)給定刀具壽命，可提高切削液的冷卻能力獲得更佳的光潔度。3）易消除切屑清除切屑是切削液的一項(xiàng)重要性能。如在鉆孔中，需用切削液及時(shí)將切屑排出孔外。切削液的密度和流速對(duì)清除切屑

14、有重要影響。具有較大密度及較高流速工作的切削液可表現(xiàn)出良好的排屑性能，因較重的液體在高流速下可傳遞更多的功能以達(dá)到清除切屑的目的。通常水基切削液較油基切削液的密度大，具有更好的排屑性能。盡管空氣密度很小，但易產(chǎn)生高速，因而常用于陶瓷刀具及一些硬質(zhì)臺(tái)金刀具的干切削加工也十分有效。4）淺色、低揮發(fā)性、低氣味工廠中的操作人員都喜歡擁有一個(gè)良好的工作環(huán)境，因而不喜歡使用對(duì)皮膚有刺激性、易產(chǎn)生油霧、易弄臟衣服的切削液。一般而言，大多數(shù)操作者寧愿使用水基切削液而不愿用油基切削液，也喜歡用清亮、色淺的油而不愿用深色油。5）具有潤(rùn)滑性和抑制腐蝕的能力選擇切削液時(shí)還應(yīng)考慮的兩個(gè)因素是潤(rùn)滑性和抑制腐蝕的能力。就流

15、體潤(rùn)滑而言，當(dāng)加工件需依靠切削液潤(rùn)滑時(shí)，其潤(rùn)滑作用變得非常重要。切削油相對(duì)于水基液而言具有更好的潤(rùn)滑性，使用水基液應(yīng)具有良好的抗腐蝕性能，某些添加劑應(yīng)能在加工件表面和刀具上形成保護(hù)膜，隔離空氣中的氧氣起到防銹作用。在某些場(chǎng)合下，因防銹劑及減摩劑的失效需定期更換切削液。以上為選擇切削液的幾條基本原則。具體而言，針對(duì)不同切削速度、加工工序，工件加工性能及刀具形狀與材質(zhì)，對(duì)切削液的選擇是不同的。油基切削液與水基切削液的選用原則油基切削液的潤(rùn)滑性能較好，冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比，潤(rùn)滑性能相對(duì)較差，冷卻效果較好。選用油基切削液與水基切削液要遵循什么原則呢？1、追求加工質(zhì)量和刀具壽命的場(chǎng)合

16、選用油基切削液。比如，拉削加工、齒輪加工、螺紋加工、精密孔加工等。這些大都是中、低切削速度的精密成形加工工序，對(duì)表面質(zhì)量和刀具壽命的要求一般較高，油基切削液的潤(rùn)滑性較好，抑制積屑瘤和鱗刺的效果顯著，防止刀具粘結(jié)磨損的能力較強(qiáng)，容易獲得較好的已加工表面質(zhì)量和較長(zhǎng)的刀具壽命。2、追求加工效率的場(chǎng)合選用水基切削液。在高速切削時(shí)，切削區(qū)產(chǎn)生的熱量大，由此導(dǎo)致的高溫將加速加具的磨損失效以及工件熱損傷和熱變形。高速切削一般不產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，對(duì)切削液的潤(rùn)滑性寄予的期望不像中、低速加工時(shí)那樣大；同時(shí)，因?yàn)榍邢鳒囟仍礁?，油基切削液越容易產(chǎn)生冒煙、起火等環(huán)境衛(wèi)生和安全方面的問(wèn)題，故多用冷卻性能好的水基切削液。3、精加工選用油基切削液，粗加工選用水基切削液。4、以下情形選用油基切削液：1）精密貴重機(jī)床從維護(hù)保養(yǎng)的角度出發(fā)選用理化性能穩(wěn)定的油基切削液（為防止腐蝕、生銹、運(yùn)動(dòng)零部件活動(dòng)障礙等）。2）機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)密封不嚴(yán)，切削液混入后易引起潤(rùn)滑油和液壓油變質(zhì)的場(chǎng)合。3）受廢液處理設(shè)施及處理能力的限制，不得不使用油基切削液以減少?gòu)U液排放的場(chǎng)合。4）機(jī)床使用說(shuō)明中規(guī)定使用油基切削液的場(chǎng)合。5、以下情形選用水基切削液：1）使用油基切削液容易發(fā)生煙霧以及潛在著火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)合。2）油箱容量超過(guò)消防法規(guī)允許限度，使油基切削液的