金属切削液的基本知识

金属切削的基本知识

切削液的配比

（1）苏打水

苏打（无水碳酸钠）：1% 亚硝酸钠：0.25%---0.6% 水：余量

将上述物质，加以3---4倍质量的热水（水温40---50度），搅拌3---5分钟，再加入剩余质量的水，再搅拌5分钟。

优点：冷却性能好，防腐蚀作用，良好的洗涤性，成本低

（2）乳化液

取1.5%---2.5%左右的乳化油，先用少量的温水融化，然后倒入储有足量水的水箱中即可。但要求有较高的防锈，防腐蚀性能时，加入苏打和亚硝酸钠各0.2%左右。

优点：具有良好的冷却性能和润滑性能，有防腐蚀作用。

常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等。

(1) 碳素工具钢（如T10、T12A）及合金工具钢（如9SiCr）特点是淬火硬度较高，价廉。但耐热性能较差，淬火时易产生变形，通常只用于手工工具及形状较简单、切削速度较低的刀具。

(2) 高速钢高速钢是含有较多W、Mo、Cr、V 等元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC62-67）和耐热性（切削温度可达500-600°C）。它可以加工铁碳合金、非铁金属、高温合金等广泛的材料。高速钢具有高的强度和韧性，抗冲击振动的能力较强，适宜制造各类刀具。但因耐热温度较硬质合金低，故不能用于高速切削。常用牌号分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。

(3) 硬质合金硬质合金是在高温下烧结而成的粉末冶金制品。具有较的硬度(70～175HRC)，能耐850℃～1000℃的高温，具有良好的耐磨性和耐热性以及高硬度。因而其切削速度比高速钢刀锯提高2到3倍，主要用于高速切削，但其强度、韧性和工艺性不如高速钢，因此通常将硬质合金焊接或机械夹固在刀体（刀柄）上使用（如硬质合金车刀）。常用的硬质合金有钨钴类（YG类）、钨钛钴类（YT类）和钨钛钽（铌）类硬质合金（YW类）三类。

① 钨钴类硬质合金（YG类） YG类硬质合金主要由WC和Co组成， YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。常用的牌号有YG3、YG6、YG8等。其中数字表示Co含量的百分比，Co含量少者，较脆、较耐磨。YG8用于粗加工，YG6和YG3用于半精加工和精加工。

②钨钛钴类硬质合金（YT类） YT类硬质合金主要由WC、TiC和Co组成，它里面加入了碳

化钛后，增加了硬质合金的硬度、耐热性、抗粘结性和抗氧化能力。但由于YT类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较差，故主要用于切削普通碳钢及合金钢等塑性材料。常用的牌号有YT5、YT15、YT30等。其中数字表示TiC含量的百分比,TiC的含量越多，韧性越小，而耐磨性和耐热性越高。其中TY5一般用于粗加工，YT15和YT30用于半精加工和精加工。

③钨钛钽（铌）类硬质合金（YW类）它是在普通硬质合金中加入了碳化钽或碳化铌，从而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有较好的综合切削性能。YW类硬质合金主要用于不锈钢、耐热钢、高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此被称为通用型硬质合金，常用的牌号有 YW1、YW2等。

陶瓷与超硬材料都是今年来涌现出来的新型刀具材料，它们无论在硬度、耐磨性、耐热性等方面都胜过传统的刀具材料。

砂轮种类繁多。按所用磨料可分为普通磨料（刚玉和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼等）砂轮；按形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。

除锈剂

黑色金属(钢材)置于室外或露天条件下容易生锈,不但影响外观质量,还会影响喷漆、粘接等工艺的正常进行，如不及时处理，更会造成材料的报废，导致不必要的经济损失。除锈剂的作用就是除去金属表层的氧化物，使金属露出原始表层。

传统的化学除锈通常使用强酸，酸能与铁锈及金属氧化物发生化学反应，生成可溶性盐类，从而达到除锈的目的，除锈的同时，酸又能和基础金属发生反应放出氢，氢能对铁锈和难溶的氧化皮产生压力，有利于他们的剥落和高价铁的还原，加速酸洗的过程，但传统的酸液处理方法也存在着明显的缺陷：即处理过程中大量氢气的产生会使钢材产生氢脆现象，引起金属的力学性能下降，影响钢铁本身的强度；同时易形成酸雾，影响操作人员的健康和腐蚀周围的设备及环境；酸液的消耗量也较大，增加处理成本；这类酸会对钢材形成过腐蚀。此外大量产生的残渣，需经常排放，既严重腐蚀工业管道，又污染土壤和环境。

在我们日常生活中,经常遇到因化学剂腐蚀、潮湿等原因,使一些金属用品表面生出锈斑的现象,不少人因此而苦恼万分。现介绍两则防锈、除锈配方,效果不错。有兴趣的读者可试一试:防锈剂的配方:无水碳酸钠20克,乳化油脂5克,亚硝酸钠1克,水(60—80℃)I000克。将上述混合物搅拌均匀,就可使用。用这种防锈剂清洗金属生锈部位,捞起

防锈物的表面预处理方法:

1)表面清洁：清洗必须依被防锈物表面的性质和当时的条件，选定适当的方法。一般常用的有溶剂清洗法、化学处理清洁法和机械清洁法。

2）表面干燥清洗干净后可用过滤的干燥压缩空气吹干，或者用120~170 ℃的干燥器进行干燥，也可用干净纱布擦干。

涂敷防锈油的方法：

1）浸泡法：一些小型物品采用浸泡在防锈油脂中，让其表面粘附上一层防锈油脂的方法。油膜厚度可通过控制防锈油脂的温度或粘度来达到。

2）刷涂法用于不适用浸泡或喷涂的室外建筑设备或特殊形状的制品，刷涂时既要注意不产生堆积，也要注意防止漏涂。

3）喷雾法一些大型防锈物不能采用浸泡法涂油，一般用大约0.7Mpa压力的过滤压缩空气在空气清洁地方进行喷涂。喷雾法适用溶剂稀释型防锈油或薄层防锈油，但必须采用完善的防火和劳动保护措施。

影响金属腐蚀的主要因素有哪些？

金属腐蚀是由各种内在的和外在的因素所引起的，归纳起来主要有：

①金属材料本身化学成分和结构；

②金属表面光洁度（氧浓度差电池腐蚀）；

③与金属表面接触的溶液成分及pH值；

④环境温度和湿度；

⑤与金属表面相接触的各种环境介质。

为什么手汗会引起金属锈蚀？

人的汗液是一种无色透明或淡黄色带有咸味呈弱酸性的液体，它的pH值为5 ~ 6 。除含有钠、钾、钙、镁盐外，还含有少量尿素、乳酸、柠檬酸等有机酸。当汗液与金属接触时，会在金属表面形成一层汗液膜，汗液膜会对金属引起电化学作用，腐蚀金属。人出汗是不可避免的，要防止手汗引起锈蚀，生产人员应带上手套、指套，或用专用工具拿取零件，不要随便用手接触产品。

1、防锈工艺的管理为了保证防锈工艺能够认真贯彻执行，技术处根据工艺要求制订出具体考核细则，并换算成分值对生产厂进行考核。由一级防锈管理人员每月对生产厂进行工艺纪律检查，对冷却水、防锈液、清洗液、防锈油的管理及成品轴承的锈蚀率、清洁度和涂油包装情况，对防锈员的管理水平和监控项目的检测情况进行一次全面的检查，考核打分，并将考核结果下发给生产厂。每月开一次防锈员例会，将公司每月检查的情况、出现的问题进行总结，并提出改进措施，限期整改；同时也为防锈员提供了相互交流学习的机会，从上到下建立起一个防锈管理工作网，使防锈工作有一个良好的管理基础。

2、防锈辅助材料的管理防锈材料质量的好坏直接影响产品加工的质量，所以在选用防锈材料时，首先按质量要求进行理化性能检测，合格后再进行中试，符合工艺要求才能大批量使用。选定使用的防锈辅助材料，进厂后根据不同材料的质量标准进行严格检测，合格后方可由供应部门发放使用。在使用过程中定期对防锈材料及配制成的溶液进行化验，以保证溶液的浓度及比例符合工艺要求，达到使用性能。建立一个完整的材料验收制度和质量验收标准，为搞好防锈管理工作提供了可靠的保证。

3、冷却水的管理冷却水在轴承加工中主要起冷却、润滑、清洗、防锈等多重作用，它的正确使用和维护直接影响加工零件的表面质量，影响刀具的使用寿命。洛轴所使用的冷却水大致可分为苏打水、乳化液和合成磨削液三种，基本采用50吨以上的槽液大循环使用，冲洗下来的磨削产物砂轮末、铁屑末及油污很容易引起冷却水腐败变质，造成加工零件烧伤和锈蚀。加强冷却水的科学管理，可以提高其使用性能，保证产品质量，降低冷却水的使用成本。

（1）一星期两次对冷却水取样化验检测，了解冷却水的有效含量、PH值、防锈性、润滑性等，发现问题及时调整解决。

（2）定期除渣、过滤，减少细菌生长源。

（3）经常开动压缩空气搅拌（尤其是节假日），破坏厌氧菌的生长环境，有效地防止厌氧菌的繁殖。

（4）更换冷却水时，清理干净循环池、管道、回流井并杀菌消毒处理。

（5）冷却水中定期补加杀菌剂，杀死细菌，防止腐败物质产生。

6）禁止不同冷却液间的混溶，以免组份失衡，影响使用性能和周期。

（7）协调好冷却水使用和管理的关系，加强使用现场的管理和维护，杜绝污染源的浸入。

4、工序间防锈管理金属在加工过程中常与灰尘、潮气和酸雾等大气环境接触会发生锈蚀，而热处理后残盐清洗不净，酸洗、酸印液清洗中和不完全，退磁不净附有砂轮末、铁屑末，手汗等都极容易造成轴承锈蚀。因此确保工件在加工过程中不会造成损失，对停留在工序间的轴承零件须采取有效的防锈措施。

（1）建立防锈库，采用机械喷淋法，每班喷淋2-3次，每次10-15分钟，对轴承零件集中防锈处理。

（2）定期清洗各种防锈设备，严格按工艺配制防锈液、清洗液、冷却水，定期化验、调整，按期更换。

（3）须探伤及磨加工后的轴承零件要先退磁、用清洗液清洗干净后再入库防锈。

（4）轴承零件在进行酸洗或写酸字后，一定要清洗干净，中和完全，再用防锈水防锈处理。

（5）禁止用冷却水、清洗液洗手、洗抹布等，保证使用液的洁净和性能，延长使用液的寿命。

（6）搞好文明生产，保证环境卫生，消除锈蚀隐患。

5、成品轴承防锈管理成品轴承涂防锈油后密封包装，可以避免在贮存运输过程中受大气环境的影响，产生锈蚀和霉斑，影响使用性能。

（1）成品轴承采用两遍煤油机械喷洗，机械喷涂防锈润滑两用油，聚乙烯密封包装。

（2）煤油喷洗前、防锈润滑两用油喷涂前要用满足工艺要求的滤芯过滤，保证成品轴承的清洁度，油箱和机床一个月彻底清理一次。

（3）检查员和装配人员接触成品零件和轴承时，需涂敷液体手套，避免因手汗产生锈蚀。（4）成品轴承搬运贮存过程中轻拿轻放，以免包装破损

（5）装配间、成品轴承贮存间要干燥、洁净、无污染源。综上所述，防锈管理是一项综合性的管理工作，要以科学的管理方法来管理，加强领导，充分发动群众，普及防锈知识教育，提高管理人员的技术水平，使专业防锈人员与群众性防锈工作结合起来，人人动手，才能把防锈管理工作搞好，才能保证产品质量的提高。

精密进口轴承工序间防锈新工艺

字体大小：大| 中| 小2008-05-09 16:02 - 阅读：6 - 评论：0

锈--金属的腐蚀，对机械制造带来了巨大的损失，尤其是精密的零件如轴承产品等，产生了锈蚀，不但影响精度和表面粗糙度，而且降低了使用寿命，甚至报废而不能使用。

轴承防锈工作是一项重要的工作，特别是工序间的防锈，像轴承在热处理车间经过酸洗、清洗、磨削加工后，还有许多道工序。当产品不是采用流水生产时，一次顺序地加工完毕就要储存在中间库内，因此工序间储存的轴承套圈必须进行防锈。

传统采用防锈油漆一样的防锈油防锈方法及其不足

轴承工序间防锈一般采用的方法有以下几种：

1.浸在防锈槽内

将轴承圈套浸在5%亚硝酸钠和0.6%碳酸钠的水溶液中，防锈效果尚好，但要许多防锈槽等设备，占用大量的空间，管理也不方便。

2.浸涂浓亚硝酸钠溶液

将产品清洗后，浸入含有15%-20%的亚硝酸钠和0.6%碳酸钠的溶液中，再将它堆放起来。采用种方法其防锈期较短，一般仅能保持7-14天，而且在梅雨季节，由于天气潮湿，只能保持2-3天就必须重新处理，需要花费人工和金钱。

3.涂油

像成品一样涂上类似防锈漆一样的防锈油。这一方法必须在执行下一工序前进行清洗，比较麻烦。

新防锈工艺方法介绍

经过与相关厂家共同攻关，多年的生产实践表明，对工序间防锈进行多次改进，以采用淋喷式的防锈效果比较好。最初对滚柱防锈进行试用，将半成品和成品每天用亚硝酸钠水溶液冲洗一次，3个月后抽验结果没有发现锈蚀，现在对轴承圈套半成品采用淋喷式防锈，效果亦如此。淋喷式防锈工艺比较简单，其方法如下：

1.设备的购建

根据半成品储存多少，建立一个中间库，地面用水泥地坪，中间可设置一条走道，约1.5m，用来通行轴承套圈的小车。在通道的末端放一个存放亚硝酸钠水溶液水池，溶液配方为5%-10%亚硝酸钠加上0.6%碳酸钠，并在地面上做好回水沟，而后将轴承套圈堆放在两旁地板上，每堆轴承套圈之间留着0.6m的走道。可讲中间库设计为64m2左右，其亚硝酸钠水溶液水池为1m3。

2.工艺方法

每天上午用亚硝酸钠水溶液冲洗一次，水溶液由水泵从水池内吸出来，经橡皮管道通到莲蓬

头，像淋喷那样冲洗轴承套圈。冲洗后的水溶液由回水沟流回水池，在回水沟末端水池上层，用细铁丝网及纱布做一个过滤网以纺织灰尘垢物流入水池内。中间库应保质清洁。

水池的溶液每2天化验一次，根据化验结果进行补充，池内溶液的更换期限按不同月份进行，4-9月每2周彻底调换一次，10月-次年3月，每月调换一次。

结论

淋喷式防锈，管理比较方便，又节约劳动力，过去中间库用2个人防锈还无法完成，现在用一个人还可兼做其它工作，从防锈效果来看亦很显著。曾在2003年3月份对7002136及3620滚柱4000多粒，采用淋喷式防锈，将近一年多来还保持十分光亮，没有锈蚀。此外对化学品的消耗亦有很大节约，过去滚柱车间每月需消耗亚硝酸钠4000多千克，而现在只用200千克，节约近一半。

淋喷式防锈法经过相关厂家近几年来的试验与使用，证明对中、大型、批量多、周期长的轴承半成品非常适合。

乳化油是由基础油加入适量的防锈剂、乳化剂而制得的一种产品。油基外观在常温下为棕黄色至浅褐色半透明均匀油体。根据用途不同分为1号、2号、3号、4号。其中：1号防锈性较好，2号清洗性较好，3号极压性较好，4号是透明型的（适用于特种要求的金属加工冷却亦可作内燃机冷却液）。乳化油与水按一定比例混合，调制成乳化液，具有防锈、清洗、极压性能，适用于金属加工、切削等过程中作为冷却液使用。

乳化油主要用于综采工作面的液压支架中。液压支架是综采工作面的关键设备之一，它由立柱、油缸、顶梁、底座、各种控制阀及管路组成，它的支撑、升降、移动、推溜和过载保护都是借助压力液体——高含水液压液，在一定结构的管路和控制元件组成的系统中流动，来实现能量的传递和转化。

适用于金属加工的黑色、有色金属工件进行多工位加工和常用机床的车、钻、镗、铰、功丝、压延的工序的高速、高精度切削、并能提高刃具耐用度和切削效率。

1 乳化油性能解析

通常所说的乳化油是将燃油(汽油、柴油或重油)70%～90％加水近30%～10％(质

量比，下同)，再加添加剂0.5％～1％，而后通过专用设备进行乳化。使油液成为油包水型分子基团，该分子基团的颗粒一般为0.5～10 μm，颗粒越小、越均匀，乳化油的稳定期越长，一般1～6个月，乳化油的油水分离即破乳，破乳后将失去其性能。

乳化油燃烧过程的物理作用即所谓“微爆”理论。油包水型分子基团，油是连续相，水是分散相。由于油的沸点比水高，受热后水总是先达到沸点而蒸发或沸腾。当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时，水蒸气将冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸，形成更细小的油滴，这就是所说的微爆或称二次雾化。爆炸后的细小油滴更容易燃烧。因此，油液燃烧的更完全，使内燃机或油炉达到节能之效果。化学作用即水煤气反应。许多文献在谈到乳化油节能、降污的原因时，指出了水煤气反应的重要性。在缺氧条件下，燃料中由于高温裂解产生的碳粒子，能与水蒸气反应生成CO和H2，使碳粒子能充分燃烧，提高了燃烧率，降低了排烟中的烟尘含量，经环保部门检测，烟度可降低50%。

通过上述的微爆及水煤气反应，乳化油燃料可获得减轻大气污染和节约能源的双重效果。但是获得此双重效果是有条件的。例如，柴油机使用乳化柴油，在气缸内高压条件下，由于油滴蒸发速率受到抑制，因此，延长了油滴的蒸发时间。油滴中的水分在此时间内不断蒸发，微爆力度相对减弱。从微爆角度认识，柴油机不可能获得大幅度节油的效果。但在气缸内缺氧的条件下容易得到满足，为水煤气反应创造了条件。乳化柴油在柴油机的运行实验证明，除节能、降污的效果外，气缸不腐蚀、不磨损、不积炭，其动力性能基本保持不变。又如，常压工业锅炉具备产生微爆与水煤气反应的双重条件，故常压工业锅炉使用乳化重油可以收到良好的效果。

前面谈到的微爆也好，水煤气反应也好，都离不开水，水在其中起到的作用被称为“媒介”作用。在上述过程中水不会消耗，也不会增加，它的综合作用是使碳粒子得到充分燃烧，抑制NOx的生成。这是否意味着掺水越多越好呢?不然，许多实验证明，掺水量增加，柴油打火难度也增加，甚至打不着火；掺水量增加，柴油机动力性能下降。另外，在燃烧过程中，大量的潜热与显热被蒸气带走，增加了排烟热损失，降低了热效率。因此，掺水量的多少十分重要，适量掺水既节能又降污，掺水量过大反而达不到预期效果。这也是符合辩证法的。掺水量的多少有个“度”，众多实验认为这个度为10%～30％(30%时打火启动比较容易)。水在起媒介作用的同时，高温、高压的水蒸气，在膨胀过程中也要做功(即蒸汽机原理)，这部分功同油燃烧做功一样被利用。这是水的第2个作用。

粒度：乳液中油包水型粒子的直径和微爆有关，对乳化液的稳定更为重要。粒子直径愈小，油滴中水的质量减少，而油膜的表面张力相对增加，稳定期愈长；但油滴太小，也会因上述原因使微爆力度下降。乳化柴油粒度为1～10 μm，而且5 μm的占90%是比较好的。

对重油来说，乳化比较困难，但一旦乳化成功，却不容易破乳。原因之一是水和重油的密度很接近；另外，重油中含有沥青质和石蜡，它就是一种天然乳化刘。乳化重油粒度一般为2～20 μm，而且10 μm以下占90%就可以了。

2 乳化油制造工艺

把油、水、添加剂放在一起使之混合，并形成油包水型粒子，直径在μm数量级，稳定期3个月乃至半年，制造起来是有一定难度的。

首先是添加剂的选择。添加剂和燃油的热值、闪点、稳定期等因素均有关系。此外，还要考虑燃油的经济性。添加剂性能很好，但若不经济，制成的乳化油比柴油或汽油还要昂贵，显然是没有市场的，因而也是没有前途的。我们的许多研究，不能走向市场，这恐怕是一个重要原因。因此，添加剂的选取需要做大量的实验，从中优化出理想的添加剂配方，这个配方视应用对象不同而有不同。

乳化油的制取可用机械的方法把按比例配好的油、水、添加剂进行搅拌、剪切、混合、雾化等使粒子直径达到要求。

报道中也有用机械进行初混而后通过超声的办法促使油、水、添加剂乳化的。超声用于化学反应称为声化学，在声化学中超声乳化可加速化学反应过程，提高反应产率，避免某些副反应，降低反应条件等。超声波在液体媒质中传播时会出现机械的、热的及空化等作用机制，对传声媒质产生一系列的效应。超声乳化的主要优点是不用或少用表面活性剂。超声发生器通过换能器将能量传递给油液。现已出现10 kW/h处理几千升设备。

近年来也有把磁化技术用于燃油乳化的报道。

3 乳化油未来发展

乳化油用于外燃与内燃设备的燃烧具有节能与降污两种效果，对于轻油与重油都具有普遍意义。限于客观条件，有时微爆与水煤气反应不能兼得，降污效果明显，但节能效果欠佳。遇到这种情况，往往国人就持冷漠态度。这就是80年代乳化研究进入低谷的一个原因。一些农民朋友，一看乳化油是白色(柴油掺水)，与柴油颜色不同，于是就轻易认为乳化油不好，这种认识也带有盲目性。在国外，把降污放在了更为重要的地位，这恐怕是应用乳化油超前于我们的一个原因。说到底降污也是一个经济问题，大气污染了，回过头来再治理大气还是要花钱的。

人类将进入21世纪，中国作为人口大国，随着人民生活水平的提高，能耗(估且只讲汽油与柴油)水平也在迅速提高。而天然石油的储量却是有限的，在积极探索新能源的同时，节约用油势在必行。

乳化油既是节能油也是改善环境的绿色燃料油。贯彻节能与环保两大基本国策与之有着密切的关系。当前应重视起乳化油的研究，特别是基础理论的研究要有所突破。单纯的微爆理论与水煤气理论还不能解释众多的异常现象，因而也限制了应用开发的突破，在实践中也要根据内燃与外燃的需要，轻油与重油的不同优选不同的表面活性刘，形成系列产品，使乳化油产品为我国人民服务，为人类造福，可以肯定，乳化油

的应用前景是十分广阔的。

基本概述

切削液（cutting fluid, coolant）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、防锈效果差的的毛病，对车床漆也无不良影响，适用于黑色金属的切削及磨加工，属当前最领先的磨削产品。

切削液各项指标均优于皂化油，它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。工作液使用周期比皂化油两倍。日常使用浓度为10%，即10公斤本产品加90公斤普通自来水混合使用。与传统防锈乳化油的使用方法相同。根据使用的条件不同，使用浓度可在15%-20%；粗加工浓度低些，使用浓度可在5%-10%。

[编辑本段]切削液的由来

众所周知，切削液是金属切削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（J．wilkinson）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各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。

19世纪80年代，美国科学家就已首先进行了切削液的评价工作。F?W?Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高对30％～40％的现象和机理。针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢，切削液的主要作用是冷却，故提出“冷却剂”一词。从那时起，人们把切削液称为冷却润滑液。

[编辑本段]切削液的分类及性能特点

分类

切削液可分为油基切削液、半合成切削液和合成切削液。

油基切削液的成分：矿物油５０－８０％，脂肪酸０－３０％，乳化剂１５－２５％，防锈剂０－５％，防腐剂＜２％，消泡剂＜１％

半合成：矿物油０－３０％，脂肪酸５－３０％，极压剂０－２０％，表面活性剂０－５％，防锈剂０－１０％

全合成：表面活性剂０－５％，胺基醇１０－４０％，防锈剂０－４０％

切削液的主要特点

1.易稀释、耐用，在规定的浓度下使用，稀释液的寿命在１年以上。

2.防锈性能好，且有除锈功能。

3.冷却性能好，刀具更耐用。

4.稀释液透明或半透明，使用过程中，机床台面无油腻感，加工能见度高。

5.本产品洁净、环保、不发臭，给操作人员以更洁净的工作环境，对机床油漆和密封部件无腐蚀和溶胀作用。

6.本品无毒无味，对皮肤无不良反应。

[编辑本段]切削液的作用

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。

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。

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。

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。

其它作用

除了以上4种作用外，所使用的切削液应具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。

[编辑本段]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。

水

一般在下列的情况下应选用水基切削液：

对油基切削液潜在发生火灾危险的场所；

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。

从前后工序的流程上考虑，要求使用水基切削液的场合。

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。

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。

[编辑本段]刀具材料影响切削液选用

刀具钢刀具

其耐热温度约在200-300℃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能差，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。

高速钢刀具

这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒(有的还含有铝)为基础的高级合金钢，它们的耐热性明显地比工具钢高，允许的最高温度可达600℃。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比，高速钢有一系列优点，特别是它有较高的坚韧，适合于几何形状复杂的工件和连续的切削加工，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上，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油雾，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。

硬质合金刀具

用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和5-10%的钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达1000℃，具有优良的耐磨性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。在选用切削液时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使刀具均匀受热，否则会导致崩刃。在加工一般的材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件温升较高，使工件易产生热变形，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。硬质合金刀具价格较贵，所以从经济方面考虑，干切削也是不合算的。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要比水基切削液小，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，要注意均匀地冷却刀具，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，以免造成刀具受热不均匀而产生崩刃，亦可减少由于温度过高产生蒸发而形成的油烟污染。

陶瓷刀具

采用氧化铝、金属和碳化物在高温下烧结而成，这种材料的高温耐磨性比硬质合

金还要好，一般采用干切削，但考虑到均匀的冷却和避免温度过高，也常使用水基切削液。

金刚石刀具

具有极高的硬度，一般使用于切削。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。

[编辑本段]切削液的维护

切削液要满足冷却、润滑、清洗、防锈四个目的，因此从这四方面着手。

1.冷却

高水基切削液在常规使用状态时的含水量95%以上，磨削时含水量在97%以上；

2.润滑

水溶性润滑剂(聚乙烯醇、甘油)。

3.清洗

在切削液中采用非离子性表面活性剂(如平平加、太古油)和阴离子表面活性剂(烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠)进行复配，能起到显著降低切削液表面张力的作用，达到清洗的目的。

4.防锈

水溶性防锈剂品种较多，通常分为有机防锈剂与无机防锈剂两类。现在一般采用钼酸钠（0.05%）替代亚硝酸钠，以减少污染；和有机防锈剂（硼胺）复合使用，达到很好的防锈效果。

切削液的维护工作主要包括以下几项：

1 ．确保液体循环路线的畅通

及时排除循环路线的金属屑、金属粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂轮屑，以免造成堵塞。

2 ．抑菌

切削液( 特别是乳液) 抑菌生长的重要性是人所共知的。可采用定期投入杀菌剂和用超微过滤等手段抑制细菌的繁殖。

3 ．切削液的净化

污染切削液的物质主要是金属粉末和砂砾细粉、飘浮油和游离水、微生物和繁殖物，特别是毛霉目真菌。

切削液内所含的固体粉末来源于加工件和刀具。这类固体不但易堵塞管路并有以下危害：

(1) 悬浮于冷却液内的粒子损坏泵的密封，增大刀具磨损，损害人的皮肤，影响加工质量；

(2) 固体沉淀在油池底部，与有机物聚结，形成一层有大量气孔的沉淀层，为微生物繁殖提供了有利条件，而霉菌的细丝更稳定了沉淀的固体；

(3) 切削液中的金属粉末具有很高的化学活性，可使切削液中的某些成分失效。菌污染使切削液酸败分解，霉菌的繁殖产生粘稠物，导致管路和喷嘴堵塞。

飘浮油是指机床传动和液压系统用油因机床密封不严漏入切削液系统的油。飘浮油的危害是使切削液系统的某些材料膨胀变形，干扰了乳化液的乳化平衡，使乳化液失去稳定性。而且飘浮油常浮于乳液油表层，阻挡了乳化液和空气的接触，导致乳化液缺氧，使厌氧菌快速繁殖，加速乳化液的腐败变质。

切削液被上述三类物质污染后，如采取分别去除污染的方法，手续十分繁琐。近年来开发了超细过滤方法，可除去固、液和大部分菌类污染物。但被超细过滤的切削液只限于含油少的微乳液或合成液，其成分在低浓度时不会构成胶束或其它凝聚物。