金属切削原理与刀具：08 第四章 第三节 切削液的选用

1、第四章 切削基本理论的应用第三节 切削液的选用本节主要内容：一、切削液作用 二、切削液种类及其应用三、切削液的添加剂 四、切削液的选用五、切削液的使用方法合理使用切削液：改善摩擦状况；降低切削力和切削温度；减少刀具磨损；抑制积屑瘤和鳞刺（在已加工表面上呈鱼鳞状的毛刺）从而提高生产率和加工质量。2一、切削液作用主要作用：冷却、润滑、清洗、防锈作用。 此外，要求无毒无异味、不影响人身健康及良好的化学稳定性，不变质等。3一、切削液作用1. 冷却作用切削液带走大量的热量，降低工件与刀具的温度，提高刀具耐用度，减少热变形，提高加工精度。不过切削液对刀具与切屑界面的影响不大，试验表明，切削液只能缩小刀具与

2、切屑界面的高温区域，并不能降低最高温度，一般的浇注方法主要冷却切屑。切削液如喷注到刀具副后面处，将对刀具和工件的冷却效果更好。切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热容、汽化热、气化速度及流量、流速等。切削液自身温度对冷却效果影响很大。 4一、切削液作用2. 润滑作用摩擦干摩擦 流体润滑摩擦 边界润滑摩擦 低温低压边界润滑 高温边界润滑 高压边界润滑 高温高压边界润滑即极压润滑 5切削液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜，可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和黏结程度，因而可以减轻刀具的磨损，提高工件表面的加工质量。切削速度对切削液的润滑效果影响最大，一般速度越高，切

3、削液的润滑效果越低。切削厚度越大，材料强度越高，润滑效果越差。一般说来，切削速度越大，润滑效果越低，此时切削液的主要作用是冷却作用。一、切削液作用2. 润滑作用6一、切削液作用3. 排屑和洗涤作用（清洗作用）当金属切削中产生碎屑（如切削铸铁）或磨粉（如磨削）时，要求切削液具有良好的清洗作用（排屑和洗涤作用保护机床导轨）。排屑和洗涤性能的好坏，与切削液的渗透性、流动性和使用的压力有关。 清洗性能好的切削液通常以水为主，添加表面活性剂和少量的矿物油。7一、切削液作用4. 防锈作用由于切削液的飞溅，工件、机床、夹具、刀具等受到污染，因此要求切削液具备防锈性能。切削液中加入防锈添加剂，使与金属表面起化

4、学反应形成保护膜，起到防锈、防蚀作用。 8二、切削液种类及其应用以冷却为主的水溶性切削液和以润滑为主的油溶性切削液 。水溶性切削液主要是水溶液、乳化液和合成切削液。油溶性切削液主要是切削油和极压切削油。9二、切削液种类及其应用（一）水溶性切削液水溶液主要是水并加人防锈剂，冷却性能最好。也可以加人一定量的表面活性剂和油性添加剂，使其具有一定的润滑性能。水溶液常用于粗加工和普通磨削加工中。10乳化液是水和乳化油混合后再经搅拌，形成的乳白色液体。乳化油是由矿物油、脂肪酸、皂及表面活性乳化剂配置而成。根据配制比的不同，可适合于各种加工方式 。二、切削液种类及其应用（一）水溶性切削液11 水溶液乳化液1

5、2合成切削液是由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成，它具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈作用，热稳定性好，使用周期长等特点。 合成切削液中不含油，可节省能源，有利于环保。二、切削液种类及其应用（一）水溶性切削液13二、切削液种类及其应用（二）油溶性切削液切削油有各种矿物油（如机械油、轻柴油、煤油等）、动植物油（如豆油、猪油等）和复合油（矿物油和动植物油的混合油）。主要起润滑作用，减少摩擦，提高加工表面质量。 切削油14极压切削油是在矿物油中添加氯、硫、磷等极压添加剂配制而成。在高温高压下不破坏润滑膜，并具有良好的润滑效果。二、切削液种类及其应用（二）油溶性切削液15固体润滑剂中使用最多的是二硫化

6、钼（MoS2）。耐高温、抗高压和牢固的附着能力。可涂在刀面上和工件上，也可添加在切削油中。能防止和抑制积屑瘤产生，减少切削力，能显著延长刀具寿命、减小表面粗糙度。Mo类固体润滑剂是一种良好的环保型切削液。二、切削液种类及其应用（三）固体润滑剂16三、切削液的添加剂1. 油性添加剂动植物油、脂肪酸、胺类、醇类及脂类较低温度下与金属表面形成物理吸附膜，增加渗透性。主要起润滑作用。(低温下吸附膜润滑效果良好)主要用于低速精加工。17含S、P、Cl 的有机化合物，如硫化动植物油、氯化石蜡。高温下与金属表面起化学反应形成化学吸附膜，在边界润滑条件下防止金属界面直接接触，保持润滑作用。应用广泛。含硫极压添

7、加剂：硫化动植物油。切削时其与金属化合形成硫化铁润滑膜，该薄膜在1000度高温下仍能保持润滑效果。适合于较高速度切削的场合。三、切削液的添加剂2. 极压添加剂18含氯极压添加剂：氯化石蜡（含氯40-50%）、氯化脂肪或脂酸等。切削时其与金属化合形成氯化亚铁，氯化铁薄膜，该薄膜具有石墨的层状结构，有良好的润滑效果，但在300-400度时容易破坏，且遇水时容易分解成氢氧化铁和盐酸，对设备和工件有腐蚀作用，因此必须与防锈剂一起使用，适合于低温加工的场合。含磷极压添加剂与金属化合形成磷酸铁膜，具有比硫、氯更好的降低摩擦和减小磨损的效果。注意：使用时根据实际加工情况可以同时加入上述几种极压添加剂，以便获

8、得最好的加工效果。三、切削液的添加剂2. 极压添加剂19三、切削液的添加剂3. 活性添加剂乳化剂是一种使矿物油和水乳化形成稳定乳化液的关键添加剂，它能吸附在油-水界面上形成坚固的吸附膜，使油的微滴均匀地分散在水中，形成稳定的乳化液。应用最广的是阴离子型表面活性剂石油璜酸钠、油酸钠皂和非离子型表面活性剂脂肪、醚、醇等。20亚硝酸钠、石油璜酸钠等。二甲基硅油等。苯酚等。三、切削液的添加剂4. 防锈添加剂5. 抗泡沫添加剂6.防毒添加剂21四、切削液的选用1. 粗加工选用切削液应根据：工件材料、刀具材料、加工方法等的具体情况合理选用，以取得良好效果。高速钢刀具：为了降低切削温度和减少摩擦，应使用冷却

9、性能为主的切削液。如离子型切削液或3%5%乳化液。对硬质合金刀具，由于耐热性好一般不使用切削液。如果必须使用削液时，应连续、充分大流量使用，以防止热冲击产生内应力而降低刀具寿命和已加工表面质量。22四、切削液的选用2. 精加工钢料等塑性材料 时应选用具有良好渗透性、润滑性和一定冷却性的切削液（原因：切削温度较高，且产生带状切屑）。铜及其合金、铝及其合金或铸铁等脆性材料时，主要是要求达到较小的表面粗糙度，可选用离子型切削液或10%12%乳化液。23四、切削液的选用3. 难加工材料的切削这类材料的加工处于高温高压边界润滑摩擦状态。如：高强度钢、高温合金钢等难加工材料应选用极压性能优良的切削油或极压

10、乳化液，以适应极压润滑摩擦工况，起到降低切削温度和减少摩擦的效果，提高刀具寿命和加工表面质量。24四、切削液的选用4. 磨削加工磨削加工：由于磨屑微小而且磨削温度很高，选用具有较好的冷却性和清洗性，并应有一定的润滑性和防锈性的切削液。磨削难加工材料时：选用润滑性能较好的极压乳化液或极压切削油。25五、切削液的使用方法1. 浇注法最常用方法；使用方便，设备简单，但流量小，压力低，切削区最高温度处不易进人；冷却、润滑效果皆不理想。26 直接浇注 多喷嘴浇注27五、切削液的使用方法2. 高压冷却法原理：利用高压（110MPa）切削液直接作用于切削区周围进行冷却润滑并冲走切屑，比浇注法效果好得多；需要高压冷却装置；深孔加工常用。28五、切削液的使用方法3. 喷雾冷却法原理：以压力为