金属加工液知识

1、 1.1.金属加工液的定义金属加工液的定义 2.2.金属加工液的历史金属加工液的历史二、二、 1.1.金属切削过程金属切削过程 2.2.金属加工液的作用金属加工液的作用三、三、 1.1.金属加工液的分类与组分金属加工液的分类与组分 2.2.各类加工液外观各类加工液外观 3.3.各类水溶性切削液的特点各类水溶性切削液的特点四、四、 1.1.加工方式种类加工方式种类 2.2.加工材料种类加工材料种类 3.3.金属加工液选型步骤金属加工液选型步骤五、五、 1.1.使用流程使用流程 2.2.日常维护日常维护 3.PH3.PH对金属加工液的影响对金属加工液的影响 4.4.水质硬度对金属加工液的影响水质硬

2、度对金属加工液的影响 5.5.金属加工液的腐败劣化金属加工液的腐败劣化六、六、DIRECTORY目目 录录金属加工液是金属加工过程中，用于润滑冷却加工工件、刀具或模具的一种化学助剂；是金属加工的重要配套材料。人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。 从1775年英国的约翰威尔金森（Jwilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。到1860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等

3、各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。金属切削加工使用冷却液从17世纪开始距今已有几百年的历史了。从17世纪的苏打水，18世纪的植物油，肥皂水，19世纪的菜籽油，硫化切削油，合成切削液，直到现代各类切削油和水溶性切削液使用，其发展趋势是功能性愈来愈强，持续使用时间愈来愈长，更加环保。 定义定义 ：刀具与工件相互运动、相互作用的过程。：刀具与工件相互运动、相互作用的过程。切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区。完成的过程区。OA与与OM之间的区域就是第之间的区域就是第一变形区一变形区。第一变形区是金属切削变形过程中最大的变第一变形区

4、是金属切削变形过程中最大的变形区，在这个区域内，金属将产生大量的切形区，在这个区域内，金属将产生大量的切削热，并消耗大部分功率。此区域较窄，宽削热，并消耗大部分功率。此区域较窄，宽度仅度仅0.020.2。产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变形区后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面处形区后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面处形成第二变形区。形成第二变形区。在这个变形区域，由于切削层材料受到刀具在这个变形区域，由于切削层材料受到刀具前刀面的挤压和摩擦，变形进一步加剧，材前刀面的挤压和摩擦，变形进一步加剧，材料在此处纤维化，流动速度减慢，甚至停滞料在此处纤维化，流动速

5、度减慢，甚至停滞在前刀面上。而且，切屑与前刀面的压力很在前刀面上。而且，切屑与前刀面的压力很大，高达大，高达23GPa，由此摩擦产生的热量也，由此摩擦产生的热量也使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温，使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温，切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。金属切削层在已加工表面受刀具刀刃钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变形部金属切削层在已加工表面受刀具刀刃钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变形部分的区域叫第三变形区。切屑经过刀刃钝圆分的区域叫第三变形区。切屑经过刀刃钝圆B点后，受到后刀面点后，受到后刀面BC段的挤压段的挤压和摩擦，经过和摩擦，经过BC

6、段后，这部分金属开始弹性恢复，恢复高度为段后，这部分金属开始弹性恢复，恢复高度为h，在恢复过，在恢复过程中又与后刀面程中又与后刀面CD部分产生摩擦，这部分切削层在部分产生摩擦，这部分切削层在OB，BC，CD段的挤压和段的挤压和摩擦后，形成了已加工表面的加工质量。所以说第三变形区对工件加工表面质摩擦后，形成了已加工表面的加工质量。所以说第三变形区对工件加工表面质量产生很大影响量产生很大影响PS:加工材料时必须减少工具与工件之间的摩擦，及时带走加工加工材料时必须减少工具与工件之间的摩擦，及时带走加工区内因材料变形而产生的热量。要达到这个目的一方面是通过开区内因材料变形而产生的热量。要达到这个目的一

7、方面是通过开发高性能的工具材料，另一方面是采用性能良好的金属加工液。发高性能的工具材料，另一方面是采用性能良好的金属加工液。（1 1）润滑作用）润滑作用金属切削加工液（简称切削液）在金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。工件材料的切削加工性

8、能。 在磨削过在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之间形成润滑磨粒工件及磨粒磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。面质量。 （2）冷却作用）冷却作用切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削

9、液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度（或流动性）有关。水的导热系数和比热均高于油，因此水的冷却性能要优于油。（3 3）清洗作用）清洗作用在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切

10、削液清洁。 （4）防锈作用）防锈作用在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。 所以选择合适的金属加工液： 1. 能降低切削温度60150 2. 降低表面粗糙度12级 3. 减少切削阻力15%30% 4. 成倍提高刀具和砂轮的使用寿命 5. 把铁屑和灰末从切削区冲走 从而能提高生产效率和产品质量。 乳化型

11、切削液：乳化型切削液：原原 液液（左）工作液（左）工作液（右）（右） 半合成型切削液：半合成型切削液：原原 液液（左）工作液（左）工作液（右）（右） 全合成切削液：全合成切削液：原原 液液（左）工作液（右）（左）工作液（右） 切削油（切削油（100%100%浓度使用）浓度使用） 水基切削液特性对比表（优、良 、一般 ）根据不同加工要求选择最适合的切削液种类是正确应用的根据不同加工要求选择最适合的切削液种类是正确应用的前提。影响选用的因素有如下几个方面：前提。影响选用的因素有如下几个方面：按所用切削刀具类型分：（1）刀具进行加工：锯、车、铣、刨、钻、较、镗、攻、拉等；（2）磨料进行加工：磨削、珩

12、磨、研磨；（3）特殊加工：线切割、电火花。（1 1）车床是利用车刀来改变原材料大小、形状或将其磨光。加工过程是通过移动切削刀具（垂直或水平）并抵住旋转的工件来完成的。可加工内外圆、端面、和切槽，还可以加工旋转曲面、螺纹面、偏心轴等。可加工各种钢件、铸铁、有色金属和非金属材料。（2 2）扩孔扩孔/ /车螺纹车螺纹是用一个旋转切割刀具在内洞直径中制造出螺纹。（3 3）铣床铣床是铣削刀具通过旋转从工件上切削下几层金属，可以 加工各种平面、沟槽、轮齿、螺纹机比较复杂的型面。（4 4）刨削刨削是平面加工的一种，其加工精度较低，刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动，因此刨削得速度不可能太高，刨削比铣削平

13、稳，生产效率低，刨削的设备有牛头刨和龙门刨。（5）钻床钻床：用钻头旋转在实体材料上加工内孔的工艺方法，是孔加工最常用的方法。钻削包括：钻孔、扩孔和铰孔等方法，主要用于小孔加工。钻孔属于粗加工，钻孔后常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工（6）锯床锯床把工件切削成预定尺长度或尺寸。锯条有齿，垂直于工件移动，进刀的时候就把金属切削好（7）磨床磨床用砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削加工。一般在磨床上进行。磨削加工可分为普通磨削、无心磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂带磨削等。（8）数控机床数控机床（CNC）（9 9）拉床拉床：用拉刀加工工件内外、表面的方法叫拉削。平面拉刀可

14、做成整体式（加工较小平面），但更多做成镶齿式（加工大平面），镶嵌硬质合金刀片，以提高拉削速度，且便于刃磨合调整。拉削可加工单一的敞开的平面，也可加工组合平面。拉床的优势是它的速度和能在一次操作中完成粗加工和精加工。1）易切削材料易切削材料 ： 铝、铝合金、镁锌合金、黄铜、铅青铜；2）普通材料：普通材料： 铜 、高强度青铜、铸铁、中、低碳钢；3）难切削材料难切削材料 ： 钛、镍；高合金钢、耐热钢、高速钢、不锈钢、高碳低合金钢：锰钢、镍铬钢、轴承钢、碳素工具钢、镍铬铜合金钢 不同材料的可切削性不同材料的可切削性：高速钢刀具； 硬质合金刀具；金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

15、 车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 镗削刀具； 铣削刀具等。 限制项目切削液特性 判定项目 （一）（一）1.1.指导用户正确清槽，消毒和配制新液指导用户正确清槽，消毒和配制新液 （1）排空原液：尽可能完全排空原工作液； （2）清渣：彻底清除工作液系统和包括存有工作 液的液槽、机床表面、泵和循环管道系统及过滤系统，清除对象包括切屑、污渣、杂油、污泥等杂质，不留死角； （3）清洗杀菌：用1%2%的切削液和0.1%0.3%的杀菌剂配制清洗液，循环清洗系统至少不低于1小时，可延长至4小时； （4）排空，检查清洗效果； （5）配制新液： a. 首先测量槽

16、体体积：长宽高，按要求确定配比浓度； b. 在液槽注入新水后，开启循环系统。按比例缓慢加入切削液（定量的）原液，使其完全混匀； c. 使用折光仪（糖量仪）测定浓度，使其达到规定的使用浓度； d. 进入加工。 （二）（二） 1、保证工作液的浓度，在补充新水的同时按比例添加切削液。 2、最好现场有专职人员对切削液进行管理维护，每日按项目进行检测：浓度（折光）；PH值（8.59.2）；外观（变色、破乳）；气味；浮油；泡沫情况；工件及机床锈蚀情况；铁屑的清除情况；定期漂出杂油。 3、保持切削液的洁净，严禁向系统抛杂物、洗涤物品及流入脏水（洗衣、洗手等）。4、根据日检情况，认真填写切削液日常维护记录表5

17、 5、 水溶性切削液监测内容水溶性切削液监测内容 8.59.58.59.5理想理想的的PHPH值范围值范围锈、腐蚀、腐败锈、腐蚀、腐败和气味增加和气味增加皮肤过敏、着色皮肤过敏、着色增加，有色金属腐蚀增加，有色金属腐蚀 水的硬度的测定可分为水的总硬度的测定和钙、镁硬度的测定两种。总硬度的测定是滴定Ca、Mg总量，并以Ca进行计算。后一种是分别测定Ca和Mg的含量。 世界各国对水的硬度表示方法不同。德国硬度是水硬度表示比较早的一种方法，它以度（o）为计，它表示是十万份水中含有一份CaO，即1L水中含有10mgCaO时为1o。通常根据硬度的大小，把水分成硬水与软水：8度以下为软水，816度为中水，

18、16度以上为硬水，30度以上为极硬水。国内习惯上对水的硬度以PPM计，即1L水中含有1mgCaCO3定义为1PPM。德国度1o 约=17.86PPM。1.水的硬度的定义及表示方法水的硬度的定义及表示方法 理想的切削液用水水质硬度为理想的切削液用水水质硬度为100200PPM100200PPM2.水的硬度的理想范围水的硬度的理想范围腐败劣化腐败劣化 1 1、腐败劣化的原因：、腐败劣化的原因： 水溶性切削液腐败劣化是微生物在适宜条件下迅速繁殖，使切削液发生生物化学变化的结果。 引起腐败的微生物有真菌，放射菌，细菌和酵母菌。菌属繁多，分布广泛，在大气，土壤，江河，自然物体都能找到。 在腐败的切削液中经常有以下几种代表性污损菌：（1）铜绿色极毛杆菌：鱼肉腐败的代表性菌株，也是切削液腐败的主要菌属之一；（2）硫酸还原菌：是切削液发臭的另一主要菌