切削液基础知识

1、切削液使用中的常见问题切削液使用中的常见问题在切削加工过程中，切削液是很重要的辅助材料。随着科学技术和机械加工行业的迅猛发展，一些新型、高 性能材料得以广泛应用。这些材料大多属于高强度、高硬度的难加工材料，加工性能很差，这就给切削加工带来 了困难。切削液使用中的常见问题切削液变质发臭 主要原因有切削液中含有大量细菌、空气中的细菌进入切削液和工件工序间造成切削液的感染 细菌。相应的抑制措施则是使用高质量、稳定性好的切削液，保持切削液的清洁并经常使用杀菌剂。切削液腐蚀 主要原因有切削液中浓缩液所占的比例偏低、切削液的PH值过高或过低以及不相似的金属材料接触、 切削液中细菌的数量超标和工作环境的湿度

2、太高。采取用纯水配置切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说 明书中的推荐值使用；在需要的情况下使用防锈液；避免切削液受到污染，并避免不相似的材料接触。切削液产生泡沫 主要原因是切削液的液面太低、切削液的流速太快、切削液的喷嘴角度太直和搅拌配制切削液 等。使用时应注意保证切削液的液面高度并及时添加切削液；控制切削液流速不要太快；注意切削液喷嘴角度不 要太直；配置乳化液时避免激烈搅拌和空气搅拌。引起皮肤过敏主要原因可能是PH值太高、切削液的成分问题或者浓缩液使用配比过高等原因。操作者应注意避 免皮肤与切削液直接接触，使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用，切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐 值使

3、用。切削液的维护大型机械常采用集中冷却润滑系统，其冷却液是循环使用的，除了冷却液的维护也是重要的因素。冷却液、 切削液的维护工作主要包括以下几项：（1）确保液体循环通畅：及时排除循环路线的金属屑、金属粉末，以免造成导致管路和喷嘴堵塞。（2）抑菌：切削液（特别是乳液）抑菌生长是颇为重要的。可采用定期投入杀菌剂抑制细菌繁殖。（3）切削液的净化：污染切削液的物质主要是金属粉末和沙粒细粉、漂浮油和游离水、微生物和繁殖物，特别 是毛霉目真菌。应定期更换切削液。教你如何正确的选用切削液正确的选用切削液，可以提高金属切削的生产率，保证被加工材料的加工精度。每种切削液都有各自的优缺点， 各有各的用途。因此在加

4、工不同的金属材料时需要选用不同的切削液，这样才能使切削液和刀具有效地结合到金 属切削加工中。今天，金属切削行业已进入了系统解决方案的年代。过去那种镶嵌法选用的工艺现已被简化，如果还不能称为“科 学”的话，至少可称为“技术”。各种等级的刀具、涂层及断屑装置等因素都应结合在一起统筹考虑和设计，使 其适应更大的应用范围和工件材料，更有效地进行加工。然而有时候，金属切削加工中有一个问题往往容易忽略，那就是如何适当地选用切削液。将今天的系统方法应用 于金属切削加工，需要正确地使用合适于金属加工的切削液，这与其它因素一样，已成为解决方案中的同样重要 部分。实际上，现在至少有一家公司正在将切削液和刀具有效地

5、结合到金属切削系统之中。当你选用以后的切削 液时，应考虑到以下一些因素：第一个问题，你在切削加工的是什么材料？你在切削加工中加工的是什么材料？回答这个问题往往是最困难的，因为在正常的情况下，大多数车间内所加工 的工件材料是各种各样的。如果答案毫不含糊的说是“铝”或“不锈钢”或“铸铁”，切削液的选用就可能相当 简单和直截了当。可惜在大批量生产的工厂，这样的情况极少。如果所切削加工的绝大部分零件为铝或有色金属，那末切削加工时就必须采用非污染型切削液。一般来说，所使 用的切削液为加有特殊成分的半合成液体，可防止有色金属工件的双金属腐蚀和污染。如果有色金属占绝大部分， 选用通用的半合成或混合切削液比较

6、经济。第二个问题，在你的切削液中含有哪些化学成分？在你的切削液中含有哪些化学成分？这个问题可能涉及到切削液使用的成败原因。很少有工厂会花费必要的资 金，去投资安装采用等离子技术或逆向渗透技术的有效水净化系统。可惜在重新配制切削液的过程中，所使用水中的化学成分对切削液的性能和油箱的使用寿命会产生相当大的差 别。大部分切削液生产厂将会做一些必要的用水试验，以确定溶解于水中的矿物质含量，并根据试验结 果来推荐使用切削液。第三个问题，你现在使用的是什么切削液？你现在使用的是什么切削液？解答这一问题有助于缩小选用切削液的范围。结合目前使用的切削液优缺点进行客 观的分析，就能很快地对这一问题做出答复，使你

7、在相对较少的、具有竞争性的各种替代切削液中选用，以满足 你的切削要求。今天所使用的多数切削液都是以前所沿用下来的。如果一家公司永远不思进取的话，他们最终必将会被其竞争对 手所取代，这是今天市场的严酷现实。第四个问题，有哪些切削液可供你选用？有哪些切削液可供你选用？这个问题关系到一种切削液的最终选择。根据化学特性，切削液一般可分为4大类型， 它们分别是：*可溶解的油类照字面解释，这种油可在水中溶合扩散；*合成液种完全不含油的人造可溶性冷却液；*半合成液种含有30 %矿物油的天然和合成润滑剂混合液;*混合液含有约15 %矿物油的特种半合成切削液。每种切削液都有各自的优缺点，因此各有各的用途。此外，

8、在某些特殊的应用领域，各类切削液之间都提供有性 /价比。例如，对某一特定的使用领域，也许混合液和半合成液都很适用，而使用混合液也许初期费用较高，但可提高油 箱使用寿命；相反，一些半合成液可循环使用，或排放量少，比较经济，但油箱的使用寿命不那么长。在这种情况下，最终的决策取决于使用这种切削液车间的具体经济效益以及业主的个人喜好。可溶性油类可溶性油类是指那些加入乳化剂以后能够溶合扩散在水中的油类。这种切削液一般适合于各种有色金属、碳钢、 铸钢等的中等和重型切削加工和磨削加工以及其他的应用领域，例如同时出现铝和钢等不同金属的应用场合。它 们也适用于车削、钻削、攻丝、铰孔、切齿、拉削、内圆磨削和无心外

9、圆磨削。可溶性油类对铝材和铜材具有优 良的防腐蚀控制功能；良好的防腐臭控制功能，可延长切削液的使用寿命和提高无故障工作性能；其良好的浓缩 性能和混合稳定性，通过微量的搅拌，可以很理想的使其与水混合。例如安美化学公司的AM-300就是一种适合 于重型切削加工的可溶性油类。合成液合成液是一种完全无油的溶液，由聚合体、有机和无机材料与水混合配制而成。这类透明、低泡沫和生物性稳定 的冷却液对有色金属、碳钢或铸铁的机加工和磨削加工十分理想。它们的复合润滑剂使这种合成液特别适合于难 以加工的材料，例如不锈钢和高温合金。某些合成液专门适用于因侧面造成磨损的初期故障状态。有些合成液虽 然有许多优点，但可能会引

10、起有色金属的污染。半合成液半合成液由油类、合成乳化剂及水混合配制而成。它们的开发主要用于航空、核电及有关工业。因此，对于各种 有色金属，如钛、铝、紫铜、黄铜、青铜和不锈钢的机加工和磨削加工，它们的工作性能都非常好。半合成液也 适用于黑色金属的加工。它们不含氯，因此降低了双金属腐蚀和对金属的污染。使用时，根据不同严格程度的操 作要求，采用5%8%的水稀释液。混合液混合液是专为满足用户的特殊要求和解决特殊的问题而配制的切削液。例如安美化学公司的AM-500切削液是专 为铸铁的机加工和磨削加工而开发的，使用这种切削液的工作环境非常干净，其在硬水中的性能比较稳定，可以 很好地排斥废油，从而提高了它的生

11、物化学特性。在机加工和磨削加工中，混合液的工作性能特别优秀，适合于 对各种金属的加工。使用时，应根据不同的水质情况，混合配制成5%7%的水稀释液。最后一个问题，你喜欢哪种切削液？你喜欢哪一种切削液？ 一般在有几种切削液供你选用的情况下，才会提出这一问题。在这种情况下，还是会涉及 到目前你所使用的是哪一种切削液，关键是应客观地检查一下你的喜好，特别要分清这种喜好背后的真正原因。如果你说不出为什么喜欢某种切削液而不喜欢另一种切削液的特别原因，最好还是听从专业人员对你要求的分 析，采纳他们的建议。今天，选用正确的切削液要比从前容易的多，因为可接受的、能提高金属切削生产率的系统解决方法在不断增加。 像

12、今天能够很容易地正确选用镶刀片和断屑装置那样，对于切削液来说，可以同样容易地选用全套解决方案的日 子也不远了。答案已经提供了，其结果将由你选用正确切削液所花的时间来证实切削液常识-1切削液的作用一切削液的作用在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最 佳的经济效果，就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。要 达到这些目的，一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状，如随着碳素钢、高速钢硬质 合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具等，使金属切削的加工率得到迅速提高；另一方面采用性

13、能 优良的切（磨）削液往往可以明显提高切削效率，降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，取得良好和经济效 益切削液作用有如下几方面：冷却作用冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度， 减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。切削液的冷却作用取决于它的热参数值，特别是比热容和热导率。此外，液体的流动条件和热交换系数也起 重要作用，热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热大小来提高。水具有较高的比热容和大的导热率，所 以水基的切削性能要比油基切削液好。改变液体的流动条件，如提高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果，特别对于对于冷却效果差的油 基

14、切削液，加大切削液的供液压力和加大流量，可有较提高冷却性能。在枪钻深孔和高速滚齿加工中就采用这个 办法。采用喷雾冷却，使液体易于汽化，也可明显提高冷却效果。切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响，渗透性能好的切削液，对刀刃的冷却速度快，切削液的渗透 性能与切削液的粘度和浸润性有关。低粘度液体比高粘度液体渗透性能要好，油基切削液的渗透性能比水基切削 液渗透性能要强，含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有所提高。切削液的浸润性能与切削液的表面 张力有关，当液体表面张力大时，液体在固体的表面向周围扩张聚集成液滴，这种液体的渗透性能就差；当液体 表面张力小时，液体在固体表面向周围扩展，固体一液

15、体一气体的接触角很小，甚至为零，此时液体的渗透性能 就好，液体能迅速扩展到刀具与工件，刀具与切屑接触的缝隙中，便可加强冷却效果。冷却作用的好坏还与泡沫有关，由于泡沫内部是空气，空气的导热性差，泡沫多的切削液冷却效果会降低， 所以一般含表面活性剂的合成切削液都加入了少量的乳化硅油，起到消泡作用。近年的研究表明，离子型水基切 削液能通过离子的反应，迅速消除切削和磨削时由于强烈磨擦所产生的静电荷，合工件不产生高热，起到良好的 冷却效果，这类离子型切削液已广泛用作高速磨削和强力磨削的冷却润滑液。润滑作用在切削加工中，刀具与切削、刀具与工件表面之间产生磨擦，切削液就是减轻这种磨擦的润滑剂。刀具方面， 由

16、于刀具在切削过程中带有后角，它与被加工材料接触部分比前刀面少接触压力也低，因此，后刀面的摩擦润滑 状态接近于边界润滑状态，一般使用吸附性强的物质，如油性剂和抗剪强度降低的极压剂，能有效地减少摩擦。 前刀面的状况与后刀面不同，剪切区经变形的切削在受到刀具推挤的情况下被迫挤出，其接触压力大，切削也因 塑性变形而达到高温，在供给切削液后，切削也因受到骤冷而收缩，使前刀面上的刀与切屑接触长度及切屑与刀 具间的金属接触面积减少，同时还使平均剪切应力降低，这样就导致了剪切角的增大和切削力的减少，从而使工 件材料的切削加工性能得到改善。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入磨粒与工件及磨粒与磨屑之间形成 润

17、滑膜，由于这层润滑膜使得这些界面的摩擦减轻，防止磨粒切削刃的摩擦磨损，工件表面粗糙度降低。切削液 的润滑作用，一般油基切削液比水基切削液优越，含油性、极压添加剂的油基切削液效果更好。油性添加剂一般 是带有极压性基等的长链有机化合物，如高级脂肪酸、高级醇、动植物油脂等。油基添加剂是通过极性基吸附在 金属的表面上形成一层润滑膜，减少刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，从而达到减少切削阻力，延长刀具寿 命，降低工件表面粗糙度的目的。油性添加剂的作用只限于温度较低的状况，当温度超过2oor，油性剂的吸 附层受到破坏而失去润滑作用，所以一般低速、精密切削使用含有油性添加剂的切削液，而在高速、重切削的场 合

18、，应使用含有极压添加剂的切削液。所谓极压添加剂是一些含有硫、磷、氯元素的化合物，这些化合物在高温 下与金属起化反应，生成硫化铁、磷化铁、氯化铁等，具有低剪切强度的物质，从而降低了切削阻力，减少了刀 具与工件、刀具与切屑的摩擦，使切削过程易于进行。含有极压添加剂的切削液还可以抑制积屑瘤的生成，改善 工件表面粗糙度。氯化铁的结晶呈层状结构，所以剪切强度最低。氯化铁与硫化铁相比，其熔点低，在高温下（约4 0 0 C） 会失去润滑作用。磷酸铁介于氯化铁和硫化铁之间，硫化铁耐高温性能（7 0 0 C）最好，在重负荷切削及难切 削材料的加工中一般都使用含有硫极压剂的切削液。极压添加剂除了和钢、铁等黑色金属

19、起化学反应生成具有低 剪切强度的润滑膜外，对铜、铝等有色金属同样有这个作用。不过有色金属的切削一般不宜用活性极压添加剂， 以免对工件造成腐蚀切削液的润滑作用同样与切削液的渗透性有关，渗透性能好的切削液，润滑剂能及时渗入到 切屑与刀具界面和刀具与工件界面，在切屑、工件和刀具表面形成润滑膜，降低摩擦系数，减少切削阻力。切削液除上述的润滑效果外，最近研究认为，切削可以直接渗入到金属表面的微小裂纹中，改变了被加工材 料的物理性质，从而降低切削阻力，使切削过程容易进行。清洗作用在金属切削过程中，切削、铁粉、磨屑、油污等物易粘附在工件表面和刀具、砂轮上，影响切削效果，同时 使工件和机床变脏，不易清洗所以切

20、削液必须有良好的清洗作用，对于油基切削液，粘度越低，清洗能力越强， 特别是含有柴油、煤油等轻组份的切削液，渗透和清洗性能就更好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较 好表面活性剂一方面能吸附各种粒子、油泥，并在工件表面形成一层吸附膜，阻止粒子和油泥粘附在工件、刀具 和砂轮上，另一方面能渗入到粒子和油污粘附的界面上把粒子和油污从界面上分离，随切削液带走，从而起到清 洗作用。切削液的清洗作用还应表现在对切屑、磨悄、铁粉、油污等有良好的分离和沉降作用。循环使用的切削 液在回流到冷却槽后能迅速使切屑、铁粉、磨屑、微粒等沉降于容器的底部油污等物悬浮于液面上，这样便可保 证切削液反复使用后仍能保持清洁，

21、保证加工质量和延长使用周期。防锈作用在切削加工过程中，工件如果与水和切削液分解或氧化变质所产生的腐蚀介质接触，如与硫、二氧化硫、氯 离子、酸、硫化氢、碱等接触就会受到腐蚀，机床与切削液接触的部位也会因此而产生腐蚀，在工件加工后或工 序间存放期间，如果切削液没有一定的防锈能力，工件会受到空气中的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学腐蚀和 电化学腐蚀，造成工件生锈，因此，要求切削液必须具有较好的防锈性能，这是切削液最基本的性能之一。切削 油一般都具备一定有防锈能力，如果工序间存放周期不长，可以不加防锈添加剂，因为在切削油中加入石油磺酸 钡等防锈添加剂会使切削油的抗磨性能下降。切削液常识-2切削液的分类二

22、.切削液的分类切削液分为油基切削液和水基切削液两大类油基切削液的分类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）纯矿物油主要采用用煤油、柴油等轻质油。轻质油主要用于铸铁的切削及珩磨、研磨加工，有利于铁粉的 沆降。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，即使有少量切削液漏入齿箱、 轴承和液压系统中或部分润滑油漏入切削油中，都不致影响机床的使用性能。但纯矿物油由于不含润滑添加剂， 润滑效果较差，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能 好的切

23、削油，可用聚烯烃等合成油，凝点可达-30C以下，但价格较贵。2）脂肪油（或油性添加剂）+矿油脂肪油曾被广泛用作切削油，一般用于精车丝杠、滚齿、剃齿等精密切 削加工，常用的有菜籽油、豆油、猪油等。脂肪油主要由脂肪酸组成，对金属表面有较强的吸附性能，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于清洗的粘膜（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，但由于脂肪油为食用油，货源少，近年来已逐渐被油 性添加剂所替代，其摩擦系数可达到菜籽油的水平，用于精车丝杠、插齿刨齿、拉削等均获得良好效果。3）非活性极压切削油由矿物油+非活性极压添加剂组成

24、。所谓非流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）。氯化石蜡、磷酸脂、高温合成的硫化脂肪油等属非 活性极压添加剂。这类切削油的极压润滑性能好，对有色金属不腐蚀，使用方便，被广泛用于多种切削加工。4）活性极压切削油由矿物油+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。它有良好的抗烧结性能和极压润滑性，可以提高高温条件下刀具使用寿命峰刀具积屑瘤 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+油性添和极压添加剂配制而成。油性添加剂，如高级脂肪酸、脂肪油等，这些化 合物

25、在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，但这类添加剂只在较 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，这时，需要极压添加剂 发挥作用，在上面已提到，此处不再重复。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 宽的范围内保持良好的润滑状态，适合于多工位切削及多种材料的加工。水基切削液的分类1）防锈乳化液由矿物油、乳化剂、防锈剂等组成，矿物油的含量约为50%80%，在水中形成水包油型乳 化液。与油基切削液相比，乳化液的优点在于冷却效果好，一般稀释为5%10%的水溶液使用，成本低，使用安 全。乳化液最大的缺点是

26、稳定性差，易受细菌的侵蚀而发臭变质，使用周期短。2）防锈润滑冷却液这类乳化液含有动植物脂肪或长链脂肪酸（如油酸），具有较好的润滑性。缺点是这 些动植物脂肪或长链不饱和脂肪酸更易受微生物的侵蚀而分解，使用周期很短。为了延长其实用周期，可在乳化 液中加入少量的碳酸钠、硼砂或苯甲酸钠（约为水稀释后乳化液的0.1%0.3%），可提高乳化液的pH值和增强抗 霉菌的能力，延长使用周.3）极压乳化液这类乳化液含有油溶性的硫、磷、氯型极压添加剂，具有强的极压润滑性，可用于攻丝、 拉削、带锯等重切削加工，也用于不锈钢、耐热合金钢等难切削材料的加工。4）微乳液这类乳化液含油量较少（约10%30% ）含表面活性剂量

27、大，可在水中形成半透明状的微乳液， 乳化颗粒在0.1顷以下一般乳化液的颗粒1颇）。微乳液的优点是稳定性较乳化液大大提高，使用周期也比乳 化液长。5）极压微乳液含有硫、磷、氯型极压添加剂，具有较好的极压润滑性，可用于重型负荷切削材料的加工。 含有硫、磷、氯型极压;添加剂的乳化液或微乳液，要特别注意提高其防锈性能。氯离子的存在很容易对黑色金 属产生腐蚀，因此，要选择在水中不易分解的含氯极压添加剂，含硫极压剂的乳化液不适合用于加工铜合金。6）化学合成切削液，化学合成切削液包括二种：一种是含有水溶性防锈剂的真溶液，如亚硝酸钠、碳酸 钠、三乙醇胺等组成的水溶性液。这类溶液具有一定的冷却、清洗、防锈性，不

28、易变质，使用周期较长，但其润 滑性和润湿性较差，表面张力较大（与水接近），并且在水份蒸发后，金属表面会留下硬的结晶残留物，所以这 类切削液只适合于一般的磨削加工。另一种合成液是由表面活性剂、水溶性防锈剂和水溶性润滑剂组成，是一种 颗粒极小的胶体溶液。这种切削液表面张力低，一般小于400Pa，其润湿性好，渗透能力强，冷却和清洗性能好， 也有一定的润滑作用。合成切削液由于是单体系，其稳定性较乳化液好，使用周期长，但由于不含油，且清洗能 力强，很容易把机床导轨面上的润滑油清洗掉，造成刀架移动困难，并在这些可移动部件的接触面容易产生锈蚀， 所以在使用合成切削液时要注意加强设备的防锈管理。7）极压化学全

29、盛切削液，这种切削液是包含有水溶性极压添加剂的化学全盛切削液，如硫化脂肪酸皂、 氯化脂肪聚醚等，可以使切削液的极压润滑性大幅度提高。含硫的水溶性极压添加剂对铜腐蚀严重，不适宜在有 铜零件的设备使用，而且，一般硫氯型的水溶性极压添加剂在水中的稳定性差，易分解出腐蚀性强的硫酸根、氯 离子等，对机床和工件会引起腐蚀，必须在切削液中加入防锈能力强的水基金属防锈剂的金属钝化剂。近年来， 已开发出非硫磷氯型的水基极压润滑剂，这类润滑剂除有较好的极压润滑外，还具备一定的防锈能力，对有色金 属不产生腐蚀可扩大水基合成切削液的使用范围。油基切削液和水基切削液的区别油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削

30、液与油基切削液相比润滑性能相对较差，冷却效果较 好。慢速切削要求切削液的润滑性要强，一般来说，切削速度低于30m/min时使用切削油。含有极压添加剂的 切削油，不论对任何材料的切削加工，当切削速度不超过60m/min时都是有效的。在高速切削时，由于发热量大， 油基切削液的传热效果差，会使切削区的温度过高，导致切削油产生烟雾、起火等现象，并且由于工件温度过高 产生热变形，影响工件加工精度，故多用水基切削液。乳化液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来，同时具备较好的润滑冷却性，因而对于大量热生 成的高速低压力的金属切削加工很有效。与油基切削液相比，乳化液的优点在于较大的散热性，清洗性，用水

31、稀 释使用而带来的经济性以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外，乳化 液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工，乳化液还可用于除螺纹磨削、槽沟麻削等 复杂磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺点是空易使细菌、霉菌繁殖，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发 臭、变质，所以一般都应加入毒性小的有机杀菌剂。化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和极好的工件可见性，易于控制加工尺寸，其稳定性和 抗腐败能力比乳化液强。润滑性欠佳，这将引起机床活动部件的粘着和磨损，而且，化学合成留下的粘稠状残留 物会影响机器零件的运动，还会使这些零件的重叠面产生锈蚀

32、。一般在下列的情况下应选用水基切削液：1）对油基切削液潜在发生火灾危险的场所;2）高速和大进给量的切削，使切削区超于高温，冒烟激烈，有火灾危险的场合。3）从前后工序的流程上考虑，要求使用水基切削液的场合。4）希望减轻由于油的飞溅护油雾和扩散而引起机床周围污染和肮脏，从而保持操作环境清洁的场合。5）从价格上考虑，对一些易加工材料护工件表面质量要求不高的切削加工，采用一般水基切削液已能满足 使用要求，又可大幅度降低切削液成本的场合。当刀具的耐用度对切削的经济性占有较大比重时（如刀具价格昂贵，刃磨刀具困难，装卸辅助时间长等）； 机床精密度高，绝对不允许有水混入（以免造成腐蚀）的场合；机床的润滑系统和

33、冷却系统容易串通的场合以及 不具备废液处理设备和条件的场合。均应考虑选用油基切削液。切削液常识-3切削液的选用-1在根据加工方法、要求精度来选择切削液之前，设置了安全性、废液处理等限制项目，通过这些项目可确定 是选择用油基切削液还是用水基切削液这两大类别，如强调防火和安全性，就应考虑选择水基切削液，当选择水 基切削液时，就应考虑废液的排放问题，企业应具备废液处理的设施。有些工序，如磨削加工，一般只能选用水 基切削液；对于使用硬质合金刀具的切削加工，一般考虑选用油基切削液。一些机床在设计时规定使用油基切削 液，就不要轻易改用水基切削液，以免影响机床的使用性能。通过权衡这几方面的条件后，便可确定选

34、用油基切 削液还是水基切削液。在确定切削液的主项后，可根据加工方法，要求加工的精度、表面粗糙度等项目和切削液 的特征来进行第二步选择，然后对选定和切削液能能否达到预期的要求进行鉴定，最后作出明确的选择结论。根据机床的要求选择切削液在选用切削液时，必须考虑到机床的结构装置是否适应。有些机床，如多轴自动车床，齿轮加工机床，设计 时就已考虑使用油基切削液，所以没有采用特殊的轴承盖的特殊的装置来保护机床内部机构免受外界水、汽的侵 袭，并且，这类机床大都靠油基切削液来润滑接近切削区域的运动部件，因而必须使用油基切削液。如果使用水 基切削液水溶性会渗透到轴承和机床内部结构，使这些零部件脱油产生腐蚀加速磨损

35、。水基切削液渗入液压系统 会使液压油乳化变成油包水或水包油的乳化液，使粘度增大或大幅度下降，改变了液压油的性质，影响液压系统 的正常运行。因此，对于那些原用油基切削液的机床，要转用水基切削液时必须慎重，必要时要作适当的改装， 否则会导致机床损坏。根据刀具材料选择切削液1）工具钢刀具：其耐热温度约在200300C之间，只能适用于一般材料的切削，在高温下会失去硬度。由 于这种刀具耐热性差，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。2）高速钢：这种材料是以铭、镍、钨、钥、钒（有的还含铝）为基础的高级合金钢，它们的耐热明显比工 具钢高，允许的最高温度可达600C。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比，

36、高速钢有一系列优点，特别是它具 有较高的坚韧性，适合于几何形状复杂的工件和连续和切削加工，而且，高速钢具有良好的可加工性和价格上容 易被接受。使用高速钢刀具进行低速和中速切削时，建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时，由于发热量 大，以采用水基切削液为宜。若使用油基切削液会产生较多的烟雾，污染环境，而且容易造成工件烧伤，加工质 量下降，刀具磨损增大。3）硬质合金刀具：用于切削刀具的硬质合金的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达1000C，具有 优良的耐热性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。在选用切削时，要考虑硬质合金对骤热的敏感 性，尽可能使用刀具均匀受热，否则会导致崩刃。在

37、加工一般材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件湿 升较高，使工件产生热变形，影响工件加工精度，而且在没有润滑剂的条件下进行切削，由于切削阻力大，使功 率消耗增大，刀具的磨损也加快。干切削也是不分合算的。在选用切削液时一般油基切削液的热传导性能较差， 使刀具产生骤冷的危险性比水基切削液小，所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在使用冷却液进行 切削时，要注意均匀冷却刀具，在开始切削之前，最好预先用切削液冷却刀具。对于高速切削，要用大流量切削 液喷淋切削区，以免赞成刀具受热不均匀产生崩刃，亦可减少由于温度过高产生蒸发形成和烟污染。4）陶瓷刀具：采用氧化铝、金属和碳在高温下烧结而成，这种材

38、料的高温耐磨性比硬质合金要好，一般采 用干切削，但考虑到均匀的冷却和避免温度过高，也常用水基切削液。5）金刚石刀具：具有极高的硬度，一般采用干切削。为避免温度过高，也象陶瓷材料一样，许多情况下采 用水基切削液。根据工件材料选择切削液工件材料的性能对切削液和选择很重要，可把被加工材料按其可切削性的难易划分为不同的级别，以此作为 选择切削液的依据，在选择切削液时，对于难加工的材料应选择活性度高的含抗磨极压添加剂的切削液，对于易 加工材料可选用纯矿物油划其他不含添加剂的切削液。根据加工方法选择切削液切削加工是一个复杂过程，尽管是切削一种材料，但当切削速度改变或切削工件的几何形状改变时，切削液 显示的

39、效果就完全不同，所以在选择切削液时要结合加工工艺和加工工序的特点来综合考虑。对于不同切削加工 类型，金属的切除特性是不一样的，较难的切削加工对切削液要求也较高。切削过程的难易程度，按从难到易的 次序排列如下：内拉削一外拉削一攻丝一螺纹加工一滚齿一深孔钻一镗孔一用成形刀具切削螺纹一高速低进给切削螺纹一 铣削一钻孔一刨削一车削（单刃刀具）一锯削磨削。上述排列顺序并不是绝对的，因为，刀具的几何形状和工件材料的变化也会改变加工的难易程度。切削液常识-3切削液的选用-2下面对一些常用的加工方法如何选择切削液作简单的叙述。1）车削、镗削（1）粗车：粗车时加工余量较大，因而切削深度和进给量都较大，切削阻力大

40、，产生大量切削热，刀具磨 损也较严重，主要应选择用以冷却作用为主并具有一定清洗、润滑和防锈作用的水基切削液，将切削热及时带走， 降低切削温度，从而提高刀具耐用度，一般选用极压乳化液效果更好。极压乳化液除冷却性能好之外，还具备良 好的极压润滑性，可明显延长刀具使用寿命，提高切削效率，使用水基切削液要注意机床导轨面的保养，下班前 要将工作台上的切削液擦干，涂上润滑油。（2）精车：精车时，切削余量较小，切削深度只有0.050.8mm，进给量小，要求保证工件的精度和粗糙度。精车时由于切削力小，温度不高，所以宜采用高浓度（10%以上）的乳化液和含油性添加剂的切削液为宜。对于 精度要求很高的车削，如精车螺

41、纹，要采用菜籽油、豆油划其他产品作润滑液才能达到精度要求。正如上面所提 到的，由于植物油稳定发差，易氧化，有的工厂采用了精密切削润滑剂全损耗系统用油作为精密切削油，效果很 好。（3）镗削：镗削机理与车削一样，不过它是内孔加工，切削是和切削速度均不大，但散热条件差，可采用 乳化液作切削液，使用时应适当增加切削液的流量和压力。2）铣削：铣削是断续切削，每个刀齿的切削深度时刻变化，容易产生振动和一定和冲击力，所以铣削条件比车 削条件差。用高速刀具高速平铣或高速端铣时，均需要冷却性好，并有一定润滑性能的切却液，如极压乳化液。 在低速铣削时，要求用润滑性好的切削油，如精密切削油和非活性极压油。对不锈钢和

42、耐热合金钢，可用含硫、 氯极压添加剂的切削油。3）螺纹加工：切削螺纹时，刀具与切削材料成楔形接触，刀刃三面被切削材料所包围，切削力矩大排屑较困难， 热量不能及时由切屑带走，刀具容易磨损，切屑碎片挤塞并且容易产生振动。尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更 苛刻，有时会出现崩刃和断丝锥，要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性，以减少刀具的摩擦阻力 和延长刀具使用寿命，一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液。此外，攻螺纹时切削液的渗透性能很 重要，切削液能否及时渗透到刀刃上，对丝锥的耐用度影响很大，切削液的渗透性与粘度有关，粘度小的油渗透 性较好，必要时可加入少量的柴油或煤油来提高渗效果。有

43、的场合，如盲孔攻螺纹时切削液很难进入孔中，这时 采用粘度大，附着力强的切削液效果反而更好。4）铰削：铰削加工是对孔的精度加工，要求精度高铰削属低速小进给量切削，主要是刀具与孔壁成挤压切削， 切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃边上，影响刃带的挤压作用，破坏加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩，还会 产生积屑瘤，增加刀具磨损铰孔基本上属于边界润滑状态，一般采用润滑性能良好并有一定良好性的高浓度极压 乳化液或极压切削油，就可以得到良好效果。对深孔铰削，采用润滑性能好的深孔钻切削油便能满足工艺要求。5）拉削：拉刀是一种沿着轴线方向按刀刃和齿升并列着众多刀齿的加工工具，拉削加工的特点是能够高精度地 加工出具有复

44、杂形状的工件。因为拉刀是贵重刀具所以刀具耐用度对生产成本影响较大。此外，拉削是精加工， 对工件表面粗糙度要求严格。拉削时，切削阻力大，不易排屑，冷却条件差，易刮伤工件表面，所以要求切削液 的润滑性和排悄性能较好。国内已有专用的含硫极压添加剂的拉削油。6）钻孔：使用一般的麻花钻钻孔，属于粗加工，钻削时排屑困难，切削热不易导出往往造成刀刃退火，影响钻 头使用寿命及加工效率。选用性能好的切削液，可以使钻头的寿命延长数倍甚至更多，生产率也可明显提高。一 般选用极压乳化液或极压合成切削液。极压合成切削液表面张力低，渗透性好，能及时冷却钻头，对延长刀具寿 命，提高加工效率十分有效。对于产锈钢、耐热合金等难

45、切削材料，可选用低粘度的极压切削油。7）深孔钻：深孔钻（枪钻）是近年发展起来的深孔加工工艺。传统的深孔加工（孔深与孔径之比大于5），需 要钻、镗、粗铰、研磨等多道工序才能加工出有较高精度和较低表面粗糙度的孔。新工艺是采用结构特殊的刀具 和高压冷却润滑系统，可将上述多道工序简化为一次连续走刀完成相当深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工。 这种工艺效率高，经济效益显著。性能优良的深孔钻切削液是深孔钻加工技术关键之一，深孔钻切削液必须具备下列性能。（1）良好的冷却作用，消除由于变形及摩擦所产生的热量，抑制屑瘤的生成。（2）良好的高温润滑性，减少刀刃及支承的摩擦磨损，保证刀具在切削区的高温下保持良好的润

46、滑状态。（3）良好的渗透性，排屑性，使切削液及时渗透到刀刃上，并保证切屑能顺利排出，因此，深孔钻切削液 要求具有高的极压性和低的粘度。目前国内生产的深孔钻切削油具备了良好的高温润滑性，冷却性和排屑性，已 被广泛使用在进口和国产的深孔钻机床上，使用性能良好。齿轮加工：滚齿、插齿时刀齿断续切削并有冲击力，故刀齿容易磨损，尤其在进给量大和高速切削时，刀齿 的磨损就更严重，所以要求切削液具备良好的润滑性能。过去在滚齿、插齿中一般都是用20或30号机械油作切 削油，由于机械油中不含添加剂，故加工的齿轮面粗糙度较差，刀具耐用度也低。近年来，许多工厂在原用机械 油的基础上加进1精密切削润滑剂，使加工的齿轮齿

47、面粗糙度和精密度达到精密汽车的要求，刀具耐用度也明显 提高。这是因为在机械油中加入后，摩擦系数约降低30%，承受负荷能力提高50%以上，大大降低了切削时的 摩擦阻力，使加工质量和刀具耐用度均有明显改善。对于高硬度材料的滚齿、插齿，用氯系添加剂和有机钥添加 剂的切削油有明显效果。对于高速切齿加工，用油基切削液，会产生较大的油烟，污染环境，而且由于冷却不充分，往往会造成工件 表面烧伤，影响加工质量，刀具磨损也加剧，此时，最好选用具有强极压性的水基切削液，如含有硫、磷极压添 加剂的水基合成切削液或高浓度极压乳化液，可克服高速切削时的油污染，加工质量和刀具磨损情况均比油基切 削液好。但对原有的滚齿、插

48、齿机床，必须采取措施，防止水进入转动部分，以免机床产生故障。用硬质合金刀具进行齿轮加工，过去大部分采用干切削，工件温度升高，刀具寿命低。最近研制成功的EC 滚切硬齿切削油，可以成功地用于滚齿加工，使工件温度下降，提高了齿轮的加工精度，刀具的寿命可延长80% 100%。剃齿加工要求高的表面质量，为了防止粘刀，可采用含活性极压添加剂的切削油，又因为剃齿加工产生细小 的切屑，为了使切屑容易冲掉，最好用低粘度的切削油，如果切屑分离不畅，会使已加工表面质量恶化。切削液常识-3切削液的选用-3磨削：磨削加工能获得很高尺寸精度和较低的表面粗糙度。磨削时，磨削速度高发热量大，磨削温度可高达 8001000C，

49、甚至更高，容易引起工件表面烧伤和由于热应力的作用产生表面裂纹及工件变形，砂轮磨损钝化， 磨粒脱落，而且磨屑和砂轮粉末易飞溅，落到零件表面而影响加工精度和表面粗糙度，加工韧性和塑性材料时， 磨屑嵌塞在砂轮工作面上的空隙处或磨屑与加工金属熔结在砂轮表面上，会使砂轮失去磨削能力，因此，为了降 低磨削温度，冲洗掉磨屑和砂轮末，提高磨削比和工件表面质量，必须采用冷却性能和清洗性能良好、并有一定 润滑性能和防锈性能的切削液。普通磨削：可采用防锈乳化液或苏打水及合成切削液，对于精度要求和精密磨削，使用精磨液可明显提 高工件加工精度和磨削效率。高速磨削：通常把砂轮线速度超过50m/s的磨削称为高速磨削。当砂轮

50、的线速度增加时，磨削温度显著 升高。从试验测定，砂轮线速度为60m/s时的磨削温度(工作平均温度)比30m/s高约50%70%；砂轮线速度 为80m/s时，磨削温度比60m/s时又高15%20%。砂轮线速度提高后，单位时间内参加磨削的磨粒数增加，摩 擦作用加剧，消耗能量也增大，使工件表层温度升高，增加表面发生烧伤和形成裂纹的可能性，这就需要用具有 高效冷却性能的冷却液来解决，所以在高速磨削时，不能使用普通的切削液，而要使用具有良好渗透、冷却性能 的高速磨削液，才能满足线速度60m/s的高速磨削工艺要求。强力磨削：这是一种先进的高效磨削工艺，例如功入式高速强力磨削时，线速度为60m/s的砂轮以每

51、分 钟3.56mm左右有进给速度径向功入，功除率可高达2040mm3/mm.s，这时砂轮磨粒与工件摩擦非常剧烈，即使 在高压大流量和条件下，所测到摩擦区工件表层温度范围达7001000C，如果冷却条件不好，磨削过程就不可能 进行。在功入式强力磨削时，采用性能优良的合成强力磨削液与乳化液相比，总磨量提高35%，磨削比提高30% 50%,延长正常磨削时间约40%，降低功率损耗约40%,所以强力磨削时，冷却液的性能对磨削效果影响很大。（4）金刚石砂轮磨削：这是适用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬度高的材料的磨削加工，可以进行粗磨、精磨， 磨出表面一般不产生裂纹、缺口，可以得到较低的表面粗糙度。为了防止磨削

52、时产生过多的热量和导致砂轮过早 磨损，获得较低的表面粗糙度，就需要连续而充分的冷却。这种磨削由于工件硬度高，磨削液主要应具备冷却和 清洗性能，保持砂轮锋锐，磨削液的摩擦系数不能过低，否则会造成磨削效率低，表面烧伤等不良效果，可以采 用以无机盐为主的化学合成液作磨削液。精磨时可加入少量的聚乙醇作润滑剂，可以提高工件表面加工质量。对 于加工精度高的零件，可采用润滑性能好的低粘度油基切削液。（5）螺纹、齿轮和丝杠磨削：这类磨削特别重视磨削加工后的加工面质量和尺寸精度，一般宜采用含极压添 加剂的磨削油，这类油基磨削液由于其润滑性能好，可减少磨削热，而且其中的极压添加剂可与工件材料反应， 生成低剪切强度

53、的硫化铁膜和氯化铁膜，能减轻磨粒切削刃尖端的磨损，使磨削顺利进行。为了获得较好的冷 却性和清洗性，切削液要保证防火安全，应选用低粘度高闪点的磨削油为宜。10）珩磨：珩磨加工的工件精度高，表面粗糙度低，加工过程产生铁粉和油石粉颗粒度很小，容易悬浮在磨削 液中，造成油石孔堵塞，影响加工效率和破坏工件表面的加工质量，所以要求冷却润滑液具备较好的渗透、清洗、 沉降性能。水基冷却液对细小粉末的沉降性能差，一般不宜采用。粘度大的油基磨削液也不利粉末的沉降，所以 一般采用粘度小约（23mm2/s（40C）的矿物油加入一定量的非活性的太太硫化脂肪油作珩磨油。根据经济分析选择切削液选择切削液必须进行综合的经济评

54、价。正确评价切削液的经济性，除考虑切削液的购入价格外，还需考虑切 削液的管理费用，切削刀具的损耗费，切削工艺的生产率，切削液的使用周期以及由环境污染问题引起的切削液 的废液处理费等。在所加工产品的总生产费用中，切削液的费用只占一小部分，即使是选用价格较贵的高档切削 液，对正规加工费用的增加影响不会太大，但由于改善了加工性能，提高发产品质量，延长了刀具寿命等，可带 来显著的经济效益。切削液常识-4切削液的使用方法切削液的使用方法对刀具寿命和加工质量都有很大影响，即使是最好的切削液，如果不能有效地输送到切削 区域也不能起到应有的作用，因此，选用润滑为主的切削液时，（如切削油，应当把它输送到能在摩擦

55、表面生成 油膜的部位。相反，如果选用切削液以冷却为主（如水基切削液），就应当使切削液接近刀具的刀刃部。这种条 件下通常要用压力法强迫切削液进入切削区，从而把刀具、工件、切屑由于摩擦和变形所产生的热量带走。连续 应用切削液比间断应用切削液好，间断应用切削液会产生热循环，从而导致硬而脆的材料（如硬质合金刀具）产 生裂纹和崩刀刃。间断使用切削液除了缩短刀具寿命外，还会使工件表面粗糙度不均匀。正确使用切削液的另一个好处是有效地排除切屑，这也是有助于刀具寿命的延长。如适当安放切削喷嘴，可 防止铣刀和钻头的排屑槽被切屑堵塞或排屑不畅。对于一些大工件的加工，或大进给量的强力切削、磨削，采用 二排或多排的冷却

56、液喷嘴，使之能充分冷却，有利于提高加工效率，保证加工质量。1）手工加油法：固体或膏状润滑剂可以用毛笔、刷子将润滑剂或涂或滴落到刀具或工件上（主要是攻螺纹、板 牙套螺纹时）。最近还研制出手提式供液器，通过加热将润滑剂雾化，喷到刀具和工件上。在没有配量冷却系统的机床上，如果钻孔或攻螺纹的数量不多，用手工加油是有效的方法。当在同一机床上要完 成两种不同加工时，用手工加油可以与机床上的溢流冷却系统配合起来使用。2）溢流法：最常见的使用切削液的方法是溢流法。用低压泵把切削液打入管道中，经过阀门从喷嘴流出，喷嘴 安装在接近切削区域。切削液流过切削区后再流到机床的不同部位上，然后汇集到集油盘内，再从集油盘流

57、回切 削液箱中，循环使用。因此，切削液箱应有足够的容积，使切削液有时间冷却并使切屑及磨粒等沉降。视加工种 类的不同切削液的容积为20200L，个别加工则更大，如钻深孔及强力磨削等，切削液箱可达5001000L或更大。 在集油盘内应设有粗的过滤器，防止大的切屑进入切削液箱。并在泵的吸油口装有一个精细过滤器。对于磨削、 珩磨和深孔钻、深孔镗等机床，由于加工的工件表面质量要求高，必须去除更细的磨屑、砂轮颗粒和切削时微粒， 如枪钻深孔加工，要用10rm的滤纸进行过滤。采用过滤设备可以避免切削液中含有过多和污染物和过多的金属 颗粒有助于保持切削液的清洁和延长切削液的使用周期。现代自动化机床一般都设有切削

58、液过滤、分离、净化装 置。用溢流法可使切削液连续不断地流到切削区域并冲走切屑。切削液的流量要大一些，才能使刀具的工件被切 削液所淹没。除了向切削区提供适当的切削液外，还要有足够的切削液来防止不政党的温升。在深孔钻加工中， 切削液箱如太小，升温很快，当温度超过60C时，切削液并不能继续进行，所以深孔钻一般都配有较大的冷却油 箱。切削液流量的分布方式直接影响切削液的效率，喷嘴应当安置在使切削液不会因受离心力的作用面抛离刀具 或工件之外的位置。最好是用二个或多个喷嘴，一个把切削液到切削区域，而其他的则用于辅助冷却和冲走切屑。 车削和镗削时要求把切削液直接送到切削区域，使切削液覆盖刀具的刀刃部和工件而

59、起到良好的冷却作用。实践 经验证明，切削液的喷嘴内径至少相当于车刀宽度的四分之三。对于重负荷的车削和镗削，需要有第二个喷嘴供给的切削液可以不受切屑阻挡而顺利送到刀具和工件之间， 有助于在低速时起润滑作用。水平钻孔和铰孔时，最好是通过空心刀具内孔把切削液送到切削区域，保证刃部有 足够的切削液并把切屑从孔中冲出来。由于钻头的螺旋槽（为了排出切屑）要起到把切削液从切削区往外排出的 作用，因此，即使是立钻，进入切削区的切削液也很少只有空心钻才能解决这一问题。目前，我国大多数钻孔都 采用麻钻，切削液的进入与排屑方向相反，所以切削液很难进入刀刃上，影响了切削液的冷却效果，以致造成钻 头容易烧伤，磨损严重，

60、耐用度低。如何改善切削液的供给方法是值得研究的问题。铣削时最好有二个喷嘴将切削液输送到铣刀的进刀和出刀侧，一个喷嘴流出的切削液被铣刀齿送到切削区 域，另一个喷嘴流出的切削液则把切屑从刀具中冲出来。窄的铣刀用标准的圆形喷嘴即可，宽的刀具要用扁平的 喷嘴，其宽度至少为刀具宽度的四分之三，才能有良好的覆盖率。对于平面铣削，用有许多小孔的管子制成的环形喷液器较好。这样可以把切削举送到各个刃口，使刀具完全 浸在切削液中，起到均匀的冷却作用。如果经常用某种特定尺寸的端面铣刀，最好是带有扇形的环形喷射器，其 开口处的曲线与刀具的半径相配。磨削时采用低压大流量的磨削液，一般可以收到良好的效果。但流量过大时，将