切削液基础知识培训

关于切削液基础知识培训一、认识金属切削液第2页,共41页，2024年2月25日，星期天1、金属切削液的定义：金属切削加工液（简称切削液）是在金属切削或磨削过程中的，用于润滑、冷却加工工件和刀具的液体，兼有清洗和防锈的功能。属于广义的金属加工液范畴。2、金属切削液的作用：润滑、冷却、清洗、防锈（见金属加工和切削液与切削液的作用）淬火油拉制油清洗剂其他切削液冲压油第3页,共41页，2024年2月25日，星期天3、金属切削液的发展：17世纪现代的切削油和水溶性切削液植物油、肥皂水苏打水菜籽油、硫化切削液、合成切削液18世纪19世纪现代第4页,共41页，2024年2月25日，星期天4、金属切削液的分类（1）：类型原液油含量%工作液乳化颗粒大小（微米）工作液外观特点油基切削油100

—

透明良好的润滑性能、不同的粘度选择，适用于切削余量大、不能遇水的场合水基乳化液60-80＞1.0乳白色传统产品，价格经济，稳定性差，寿命短，维护困难微乳化液10-300.1~1.0乳状浅蓝色多用途，应用广，综合性能好，稳定性较好，寿命长

0.05~0.1半透明灰茶色＜0.05透明合成液0—

透明主要用于冷却要求高的场合，如磨削第5页,共41页，2024年2月25日，星期天4、金属切削液的分类（2）：切削液

油基水基植物油动物油矿物油纯矿物油（机械油）混合油（矿+动，植物油）极压油（矿+EP剂+动，植物油）乳化油（液）微乳化液合成液第6页,共41页，2024年2月25日，星期天5、金属切削液的外观切削油（100%浓度使用）乳化型切削液：原液（左）工作液（右）第7页,共41页，2024年2月25日，星期天5、金属切削液外观半合成切削液：原液（左）工作液（右）合成切削液：原液（左）工作液（右）第8页,共41页，2024年2月25日，星期天6.金属切削液的组成油性切削液的组成辅助性能增强剂抗氧剂抗油雾剂防锈剂抗泡剂着色剂/颜料香味剂加工性能添加剂满足边界润滑（天然油脂/合成酯/脂防酸）满足极压润滑（氯、硫、磷、锌）第9页,共41页，2024年2月25日，星期天水溶性切削液的组成6、金属切削液的组成组成乳化液%微乳化液%合成液%矿物油50~8010~300润滑油性剂0~505~205~20润滑极压剂0~500~200~20表面活性剂13~3520~8020~80防锈剂0~55~305~30防霉杀菌剂0~30~30~3消泡剂0~0.50~0.50~0.5第10页,共41页，2024年2月25日，星期天二、金属切削过程与切削液的作用1.金属切削过程定义：刀具与工件相互运动、相互作用的过程。第11页,共41页，2024年2月25日，星期天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。OA与OM之间的区域就是第一变形区Ⅰ。第一变形区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削热，并消耗大部分功率。此区域较窄，宽度仅0.02～0.2㎜。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，在靠近前刀面处形成第二变形区。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，材料在此处纤维化，流动速度减慢，甚至停滞在前刀面上。而且，切屑与前刀面的压力很大，高达2～3GPa，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，切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。二、金属切削过程与切削液的作用第12页,共41页，2024年2月25日，星期天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B点后，受到后刀面BC段的挤压和摩擦，经过BC段后，这部分金属开始弹性恢复，恢复高度为△h，在恢复过程中又与后刀面CD部分产生摩擦，这部分切削层在OB，BC，CD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量产生很大影响二、金属切削过程与切削液的作用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。第13页,共41页，2024年2月25日，星期天2、金属切削液的作用（1）润滑作用

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、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，改善工件材料的切削加工性能。在磨削过程中，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，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。

第14页,共41页，2024年2月25日，星期天（2）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。

第15页,共41页，2024年2月25日，星期天（3）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，保持切削液清洁。第16页,共41页，2024年2月25日，星期天（4）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。

第17页,共41页，2024年2月25日，星期天为什么要使用金属加工液？选择合适的金属加工液能够：

1.能降低切削温度60~150℃2.降低表面粗糙度1~2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！第18页,共41页，2024年2月25日，星期天三、金属切削液的选用（1）按所用切削刀具类型划分加工方式：刀具进行加工：锯、车、铣、刨、钻、较、镗、攻、拉等；磨料进行加工：磨削、珩磨、研磨；特殊加工：线切割、电火花。1、加工方式第19页,共41页，2024年2月25日，星期天三、金属切削液的选用（2）加工方式的不同要求1、加工方式切削余量小加工速度高切削力较小切削余量大加工速度低切削力大摩擦热变形热润滑冷却第20页,共41页，2024年2月25日，星期天（2）加工方式的不同要求1、加工方式研磨珩磨车削锯削滚齿深孔钻拉削铣削镗削钻削攻丝润滑冷却水溶性纯油性第21页,共41页，2024年2月25日，星期天2、加工材料金属材料按被可切削性分为(1）易切削材料：

铝、铝合金、镁锌合金、黄铜、铅青铜；(2）普通材料：

铜、高强度青铜、铸铁、中、低碳钢；(3）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

第22页,共41页，2024年2月25日，星期天等级程度相对可切削性%材料名称1易切削大于300

铝合金镁合金巴氏合金等2很易削250-300锌合金易切削黄铜等3易削160-250Y12易切削钢黄铜等4不难削

100-16045号钢40硼钢灰铸铁等5稍难削65-100锰钢硅锰钢铬锰钢碳素2号钢等6较难削50-65耐热钢子氏体不锈刚调质合金纲等7难削15-50奥氏不锈钢钛合金淬火钢高锰钢8极难削小于15高温合金钢等不同材料的可切削性第23页,共41页，2024年2月25日，星期天3.选用步骤第一步：选择（油基、水基）第二步：选择（种类）鉴定结论安全卫生（冒烟起火）消防法废液处理措施的有无及处理能力加工工序机床切削液管理体制

限制项目润滑性抗粘度性渗透性冷却性其他切削液特性

加工方法要求精度被加工材料刀具材料切削条件

加工精度刀具耐用度防锈性清洗性切削液寿命废液处理性经济性其他判定项目

第24页,共41页，2024年2月25日，星期天四、切削液的管理方法一：1、排空原液并清渣；2、CastrolTechnicleanMTC机床清洗剂；0.5-2.0%，一般1%已经足够；3、不需要稀释，直接加入循环中的切削液或清水中；4、运转8小时以上；5、避免皮肤直接接触浓缩液。方法二：1、排空原液并清渣；2、用1%~2%的切削液和0.1%~0.3%的杀菌剂配制清洗液；3、开机循环1-4小时、1、系统清洗第25页,共41页，2024年2月25日，星期天2、水溶性切削液的配制

(1)首先测量槽体体积：长×宽×高，按要求确定配比浓度；

(2)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；

(3)使用折光仪（糖量仪）测定浓度，使其达到规定的使用浓度；（4）进入加工。原液必须将原液加到水中！第26页,共41页，2024年2月25日，星期天3、水溶性切削液的日常维护外观每天检测，颜色变化、杂油污染、泡沫、异物侵入等状况气味每天检测有氧菌：无味或污水味厌氧菌：臭鸡蛋味真菌：发霉气味或稻草味浓度每天检测，按规定控制在+/-1%实际浓度=折射仪读数*折光系数PH值每天检测，PH8.5~9.5PH试纸、PH计折光仪PH试纸和PH计第27页,共41页，2024年2月25日，星期天水硬度每周检测，试纸太硬：钙镁离子是切削液阴离子表面活性剂失效，乳化液分解，形成不溶于水的金属皂太软：易产生大量泡沫表示方法：英国碳酸钙当量的PPM浓度(百万分之）德国1dho=17.8PPM

法国1fho=10PPM细菌每月检测或根据实际情况控制在105个/ML以下细菌在30~37℃宜繁殖霉菌在20~30℃宜繁殖菌条第28页,共41页，2024年2月25日，星期天4、水溶性切削液监测内容外观稳定，均匀有条件每日一次PH值大于8.2浓度按规定浮油小于2%泡沫小于2ml/10min防锈性铸铁单片24小时合格叠片8小时合格每月一次（季节性强）细菌含量小于105/毫升氯离子含量小于70ppm第29页,共41页，2024年2月25日，星期天5、水溶性切削液实验室检测检测项目：外观游离油PH值折光浓度滴定浓度总硬度电导率氯含量菌含量真菌第30页,共41页，2024年2月25日，星期天6、PH值对金属加工液的影响1235678910111213148.5~9.5理想的PH值范围锈、腐蚀、腐败和气味增加皮肤过敏、着色增加，有色金属腐蚀PH值1-14细菌在PH6.0~8.5适宜繁殖霉菌在PH4.5~6.5适宜繁殖PH＞9时，细菌，霉菌繁殖概率最低。第31页,共41页，2024年2月25日，星期天7、水的硬度对金属加工液的影响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，8~16度为中水，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）、水硬度的测定和表示方法第32页,共41页，2024年2月25日，星期天7、水的硬度对金属加工液的影响（2）、水硬度的理想范围水质

50100150200250300350400mg/L泡沫问题最佳可以接受非常不稳定—————

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———————————理想的切削液用水水质硬度为100~200PPM第33页,共41页，2024年2月25日，星期天产生原因处理方法浓度偏低添加原液，提高浓度PH值降低添加PH调整剂，提高PH值细菌含量增高添加杀菌剂进行杀菌处理配制用水氯离子含量过高应选用含氯量低的清洁水配制氯离子含量增加添加去离子水，部分更换防锈添加剂减少添加防锈成分（有条件的应经实验室小试确定）金属颗粒影响改善过滤效果酸性污染/环境大气改善环境条件操作前发生腐蚀检查零件质量1、锈蚀五、水溶性切削液常见问题及解决办法第34页,共41页，2024年2月25日，星期天产生原因处理方法停机时间长每日定时循环，加强通风，增氧光照和通风不良加强循环，通风，增氧污染，杂物太多避免污染，清洁系统PH值降低添加PH调整剂，提高PH值监控不良应及时添加杀菌剂浓度太低调整浓度污水渗漏排除污水渗入系统的途径2、细菌增加，产生难闻气味第35页,共41页，2024年2月25日，星期天产生原因处理方法浓度太高调整浓度喷口压力过大检查喷嘴，改善喷嘴压力水质硬度低提高水质硬度系统清洗性能下降适当添加消泡剂细菌增加进行灭菌处理液位太低，泵产生空穴提高液位到正常位置，清除空穴现象3、泡沫第36页,共41页，2024年2月25日，星期天产生原因处理方法工件带入解决泄露点，减少泄露液压油泄露人工除油导轨油泄露离心机除油4、杂油产生原因处理方法除渣和过滤变差或损坏改善过滤和除渣系统细菌繁殖进行灭菌处理水质硬度过高使水软化杂油过多除油处理外界注意保持系统清洁5、固体杂质及残留物第37页,共41页，2024年2月25日，星期天产生原因处理方法水质较硬