切削液基础知识

1、切削液基础知识切削液是一种用在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体切削液是金属切削加工的重要配套材料。18世纪中后期以来，切削液在各种金属加工领域中得到了广泛的应用。20世纪初，人们从原油中提炼出大量润滑油，发明了各种润滑油添加剂，真正拉开了现代切削液技术的历史序幕。一、切削液的组成及性能特点切削液的品种繁多，作用各异，分为油基切削液和水基切削液两大类。油基切削液也叫切削油，它主要用于低速重切削加工和难加工材料的切削加工。水基切削液分为3大类乳化切削液、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为减少切削能耗，及时带走切削区内产生的热量以降低切

2、削温度、减少刀具与工件间的摩擦和磨损、提高刀具使用寿命，保证工件加工精度和表面质量，提高加工效率，达到最佳经济效果。切削液在加工过程中的这些效果主要来源于其润滑作用、冷却作用、清洗作用和防锈作用。止匕外，因为切削液是油脂化学制品，直接与操作人员、工件和机床相接触，对其安全性和腐蚀性也必须有一定的要求。三、切削液的发展趋势众所周知，切削液具有润滑、冷却、清洗及防锈等作用，对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等均有显著效果。近十多年来，我国的切削液技术发展很快，切削液新品种不断出现，性能也不断改进和完善，特别是20世纪70年代末生产的水基合成切削液和近几年发展起来的半合成切削液（微乳化切削液）在

3、生产中的推广和应用，为机械加工向节能、减少环境污染、降低工业生产成本方向发展开辟了新路径。四、切削液的选用切削液都是按照油基切削液和水基切削液来选用的。总体上看，在加工质量和刀具寿命方面，油基切削液比水基切削液要优越，尽管随被加工材料、加工方法、加工条件的不同其优劣程度会有所差异。所以，水基切削液应该用于存在着比加工质量和刀具寿命更优先的场合。五、其他切削液1）膏状及固体润滑剂在攻螺纹时，常在刀具或工件上涂上一些膏状或固体润滑剂。膏状润滑剂主要是含极压添加剂的润滑脂。固体润滑剂主要是二硫化铝蜡笔、石墨、硬脂酸皂、蜡等。用二硫化铝蜡笔涂在砂轮、砂盘、带、丝锥、锯带或圆锯片上，能起到润滑作用并降低

4、工件表面的粗糙度，延长砂轮和刀具的使用寿命，减少毛刺或金属的熔焊。2）气体冷却剂空气是最常用的气体冷却剂，干切削时就有常压的空气存在，起到一定的冷却作用，但冷却效果极差。为了提高气体的冷却效果，可以把空气压缩，使气体以较快的流速吹到切削区，带走切削热，并把切屑吹走，但必须采取防护措施。采用二氧化碳和氮气等惰性气体，其沸点低于室温，经压缩后喷到切削区域，起到蒸发作用。采用惰性气体的优点是冷却性能好，可延长刀具使用寿命，并且透明，可看清加工情况，清除油烟，不会污染工件、切屑和机床润滑剂，但成本相对较高。蓝德切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油

5、清洗功能、防腐功能、易稀释特点，克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的毛病。油基切削液的分类和组成油基切削液主要由基础油、油性添加剂、极压添加剂、防锈剂、抗氧剂、消泡剂和降凝剂等组成。油基切削液是以矿物油为主要成分，根据加工工艺和加工材料的不同，可以用纯矿物油，也可以加入各类油性添加剂和极压添加剂，以提高其润滑效果。(1)纯矿物油：使用煤油、柴油等轻质油料和全损耗系统用油等低黏度润滑油，其中轻质油主要用于铸铁件的切削和琦磨及研磨加工，有利于铁粉和砂轮灰的沉降。纯矿物油成本低、稳定性好，对金属不腐蚀，使用周期长。在使用过程中，即使有少量的切削油漏入齿轮箱、轴承和液压系统中或部分润

6、滑油漏入切削油中，也不致影响机床性能。但纯矿物油由于不含润滑添加剂、润滑效果差，承载能力低，一般只适用于轻负荷切削及易切削钢材和有色金属的加工。对于要求低温流动性好的切削油，可用聚烯姓等合成油，其凝点可达零下三十摄氏度，但价格较贵。(2)脂肪油(或油性添加剂)+矿物油：脂肪油曾被广泛用作切削油，一般用作精车丝杆、滚齿、剃齿等精密切削加工，长用的有菜籽油、豆油、猪油等。脂肪油主要由脂肪酸甘油酯组成，对金属表面有较强的吸附能力，具有良好的润滑性能，其缺点是易氧化变质，并在机床表面形成难以清洗的黏膜(即黄袍”)。脂肪油也可按一定比例(约10%30%)加入矿物油中，以提高矿物油的润滑效果。但由于脂肪油

7、为食用油，货源较少，近年来逐渐被油性添加剂所代替。(3)非活性极压切削油：由矿物油加非活性极压添加剂组成。所谓非活性极压切削油是指切削油在100C、3h的腐蚀试验中，铜片腐蚀在2级以下(中等程度均匀变色)。这类切削油的极压润滑性好，对有色金属不腐蚀，使用方便，被广泛用于多种切削加工工艺。(4)活性极压切削油：由矿物油和反应性强的硫系极压添加剂配制而成。这类切削油对铜片的腐蚀为34级，对有色金属有严重腐蚀。他有良好的抗烧结性能和极压润滑性能，可提高高温和高压条件下刀具的使用寿命，对刀具积屑瘤有强的控制能力，多用于容易啃刀的材料和难加工材料的切削。(5)复合切削油：由矿物油+油性添加剂和极压添加剂

8、配制而成。使用油性添加剂如高级脂肪酸、脂肪油等，能在金属表面产生物理吸附和化学吸附，形成一个分子膜吸附层，可降低切削时的摩擦阻力，但这类大加剂只有在较低的温度时才有效，当温度高于200c时，极性化合物产生解吸和分解而失去润滑作用。同时含有油性剂和硫、磷、氯极压添加剂的复合切削油，可以在很宽的温度范围内保持良好的润滑状态，适用于多工位切削及多种材料的切削加工。油基切削液和水基切削液的区别油基切削液和水基切削液的区别表现在四个方面：加工性能上的区别、理化性能上的区别、环卫性能上的区别、经济性上的区别。1、加工性能上的区别油基切削液与水基切削液之间的差别是显著的。总体说来，油基切削液在加工质量方面较

9、好，而在加工效率方面较差。这是因为油基切削液的润滑性较好，适合于精密加工。但在高强度切削加工（高速、大进给切削）中，因切削温度较高，油基切削液容易冒烟，甚至有着火的危险，而水基切削液不会发生类似问题。所以，油基切削液不适合高速切削和强力切削。刀具寿命与切削液组成成份关系密切。一般说来，油基切削液对刀具磨损较小，但若含有某些活性剂，亦有加速刀具磨损的倾向。2、理化性能上的区别水基切削液只有冷却性能和清洗性能两项较好，其余各项都是油基切削液较好。这是因为水的比热容和热导率都远远高于油。水基切削液一般含有较多的表面活性剂，洗涤能力强，容易将切屑和污物带走。但是这类切削液易产生泡沫，需加抗泡性。油基切

10、削液的起泡倾向小，一般情况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会留下很薄的残留附着层，对钢铁类材料有一定的防锈能力，但是在有氧和水（或水蒸气同时存在的环境中可能产生电化学腐蚀；而油基切削液的残留吸附层较厚而致密，其中的油性物质的分子吸附膜能有效地隔绝氧和水蒸气，因此防锈能力较好。就腐蚀性而言，一般说来，油基切削液较轻微，但如果含有活性添加剂，对铜、铝及其合金还是有一定的腐蚀性。水基切削液一般为多相体系，尤其是乳化切削液和微乳化切削液稳定性较差，在使用过程中受有效成分消耗和杂质的影响容易产生相分离，导致分层、漂浮、沉淀等问题，在微生物作用下容易发生腐败变质，因此，管理起来比较难

11、。如果不加管理或管理不善，其使用寿命较短。水基切削液如果混入机床液压系统或润滑系统，将引起液压油或润滑油变质；而油基切削液与其他油品的相容性较好。水基切削液的ph值一般在8到10,碱性较大者有时会损伤机床油漆。止匕外，水基切削液含有的化学物质较多，并且油水混杂，其废液要达到排放标准有很多处理项目；而油基切削液的成分以碳氢化合物为主，可回收再利用的比例较大，处理起来也比较简单。3、环卫性能上的区别切削液的环卫性格包括对皮肤与呼吸道的刺激、烟雾与起火危险性以及对作业环境的污染等方面。一般说来，油基切削液，尤其是粘度、闪点较低的油基切削液，对皮肤和呼吸道刺激性较强，在切削温度较高时容易产生烟雾，甚至

12、有起火危险。止匕外，油基切削液一旦溅落到机床周围地面上，不易清洁。但是，含有表面活性剂较多的微乳化切削液、碱性过强或者亚硝酸盐以及某些防腐杀菌剂含量过多的水基切削液也可能引起皮肤呼吸道疾病。4、经济性上的区别一般说来，油基切削液与质量好的乳化油价格接近，但油基切削液直接使用原液，而乳化油以及其他类型的水基切削液原液要用水稀释15到20倍左右后再使用。因此，油基切削液的一次性购入成本高，而购入后的管理费用和废液处理费用较水基切削液低。切削液的选择原则尽管合理选用切削液是一件很复杂的事情，但在实际操作中，仍然可以遵循一定的原则对切削液进行合理选择。切削加工的多样性导致切削液选择的复杂性，切削液的选

13、择原则较多，大致可归纳为如下几条，供使用者合理选择切削液作参考。1）能延长刀具寿命这是大多数情况下切削液应具有的重要功能。切削液通过降低刀尖温度以延长刀具寿命。在正常切削速度范围内，使用高速钢刀具是通过化学作用生成润滑膜来减轻摩擦、降低温度的。对硬质合金钢刀具，选择切削液应注意通过热传递（冷却作用）来降低刀尖温度。2）能改善工件表面光洁度在低速加工中（如攻丝）采用具有化学活性的切削液可减少切削瘤，从而改善加工件的表面光洁度。对给定刀具寿命，可提高切削液的冷却能力获得更佳的光洁度。3）易消除切屑清除切屑是切削液的一项重要性能。如在钻孔中，需用切削液及时将切屑排出孔外。切削液的密度和流速对清除切屑

14、有重要影响。具有较大密度及较高流速工作的切削液可表现出良好的排屑性能，因较重的液体在高流速下可传递更多的功能以达到清除切屑的目的。通常水基切削液较油基切削液的密度大，具有更好的排屑性能。尽管空气密度很小，但易产生高速，因而常用于陶瓷刀具及一些硬质台金刀具的干切削加工也十分有效。4）浅色、低挥发性、低气味工厂中的操作人员都喜欢拥有一个良好的工作环境，因而不喜欢使用对皮肤有刺激性、易产生油雾、易弄脏衣服的切削液。一般而言，大多数操作者宁愿使用水基切削液而不愿用油基切削液，也喜欢用清亮、色浅的油而不愿用深色油。5）具有润滑性和抑制腐蚀的能力选择切削液时还应考虑的两个因素是润滑性和抑制腐蚀的能力。就流

15、体润滑而言，当加工件需依靠切削液润滑时，其润滑作用变得非常重要。切削油相对于水基液而言具有更好的润滑性，使用水基液应具有良好的抗腐蚀性能，某些添加剂应能在加工件表面和刀具上形成保护膜，隔离空气中的氧气起到防锈作用。在某些场合下，因防锈剂及减摩剂的失效需定期更换切削液。以上为选择切削液的几条基本原则。具体而言，针对不同切削速度、加工工序，工件加工性能及刀具形状与材质，对切削液的选择是不同的。油基切削液与水基切削液的选用原则油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比，润滑性能相对较差，冷却效果较好。选用油基切削液与水基切削液要遵循什么原则呢？1、追求加工质量和刀具寿命的场合

16、选用油基切削液。比如，拉削加工、齿轮加工、螺纹加工、精密孔加工等。这些大都是中、低切削速度的精密成形加工工序，对表面质量和刀具寿命的要求一般较高，油基切削液的润滑性较好，抑制积屑瘤和鳞刺的效果显著，防止刀具粘结磨损的能力较强，容易获得较好的已加工表面质量和较长的刀具寿命。2、追求加工效率的场合选用水基切削液。在高速切削时，切削区产生的热量大，由此导致的高温将加速加具的磨损失效以及工件热损伤和热变形。高速切削一般不产生积屑瘤和鳞刺，对切削液的润滑性寄予的期望不像中、低速加工时那样大；同时，因为切削温度越高，油基切削液越容易产生冒烟、起火等环境卫生和安全方面的问题，故多用冷却性能好的水基切削液。3、精加工选用油基切削液，粗加工选用水基切削液。4、以下情形选用油基切削液：1）精密贵重机床从维护保养的角度出发选用理化性能稳定的油基切削液（为防止腐蚀、生锈、运动零部件活动障碍等）。2）机床润滑系统、液压系统密封不严，切削液混入后易引起润滑油和液压油变质的场合。3）受废液处理设施及处理能力的限制，不得不使用油基切削液以减少废液排放的场合。4）机床使用说明中规定使用油基切削液的场合。5、以下情形选用水基切削液：1）使用油基切削液容易发生烟雾以及潜在着火灾危险的场合。2）油箱容量超过消防法规允许限度，使油基切削液的