镁合金专用切削液
浅谈切削液的管控及使用方法
246学术论丛浅谈切削液的管控及使用方法林道充巨轮智能装备股份有限公司摘要：随着工业制造业的高速发展，产品的加工工艺及加工精度要求高，刀具投入的成本占用比例居高难下，所以切削液在工业制造业里面起到关键的作用。
本文本着“服务一线 保障生产”的目的，针对生产部门使用切削液过程中存在的问题，浅谈切削液在加工过程的使用方法及如何管控等知识，供大家借鉴。
关键词：切削液；管控；使用切削液是指在金属切削加工过程中用于润滑和冷却加工工具和加工部件的一种混合润滑剂，通常也可称为金属加工液(油)。
此外，生产实践中，按照使用场合的不同，切削液有不同的习惯性称呼。
为区别水溶性切削液稀释前后的名称，通常将水基切削液稀释前的称为原液，稀释后的称为工作液。
水基切削液是指将原液用水稀释后再使用的切削液，水在稀释液中通常占90%以上的比例。
切削液具有润滑、清洗、冷却及防锈四大作用。
不同材料的加工用不同型号的切削液，其浓度也根据不同加的载荷进行配比。
如：经过热处理的40铬在精铣加工时用到EP690的切削液时，其最佳的浓度在9%-10%，而45#钢的加工时其最佳浓度在7%。
生产过程中切削液会出现变质发臭、变色、皂化、起泡等问题。
那是因为微生物在适宜条件下迅速繁殖，使切削液发生生物化学变化的结果。
微生物快速繁殖的条件：1、营养源充分，水溶性切削液为微生物繁殖提供了充分的有机物(碳水化合物、矿油、脂肪酸、脂肪醇等)、矿物质和微量元素、含氮化合物(有机胺硝酸盐)以及含硫、磷、氯的物质。
2、氧气，嗜氧菌(硫氧菌、铁细菌)——轻臭；厌氧菌(硫酸还原菌)——恶臭；兼性厌氧菌(硫酸盐还原菌)——轻臭。
3、温度，气温较高。
细菌在30~37℃宜繁殖；霉菌在20~30℃宜繁殖。
引起腐败的微生物有真菌、放射菌、细菌和酵母菌。
鱼肉腐败的代表性菌株，也是切削液腐败的主要菌属之一。
切削液发臭的另一主要菌株，在无氧条件下繁殖，存在铁屑瘤、水垢下。
它能还原硫酸根，生成硫化氢，放出臭味；硫化氢腐蚀铁生成硫化铁，使切削液变成灰褐、黑色。
镁合金切削液
镁合金切削液简介镁合金是一种轻质高强度材料，因其优良的性能在航空航天、汽车制造和电子产业等领域得到广泛应用。
然而，镁合金在切削加工过程中容易产生高温及切削力过大的问题，影响了加工效率和镁合金零件的质量。
为了解决这些问题，镁合金切削液应运而生。
本文将介绍镁合金切削液的定义、种类、特点和应用，并提供一些使用切削液的注意事项。
镁合金切削液的定义镁合金切削液是一种在切削加工过程中用来冷却切削区域并同时提供润滑功能的液体。
它通常由水基或油基切削液和添加剂组成，通过冷却和润滑的作用来有效降低切削温度和切削力。
镁合金切削液的种类镁合金切削液主要分为以下几种类型：1.水基切削液：水基切削液是使用最广泛的类型，它由水和添加剂组成。
水基切削液具有良好的冷却性能和较低的成本，但在加工镁合金时需要注意腐蚀性。
2.油基切削液：油基切削液由基础油和添加剂组成，具有较好的润滑性能和适用于高速切削。
然而，油基切削液的冷却性能较差，容易在切削过程中产生烟雾和污染。
3.胶体切削液：胶体切削液是由胶体材料、水和添加剂混合而成的稠密液体。
它具有优异的润滑和冷却性能，能有效降低切削温度和延长刀具寿命。
镁合金切削液的特点镁合金切削液具有以下几个特点：1.良好的冷却性能：切削液能将切削区域的热量吸收并迅速散发，降低切削温度，防止镁合金零件由于高温变形或烧伤。
2.优异的润滑性能：切削液能在切削过程中提供良好的润滑，减少切削力和切削区域的摩擦，延长刀具寿命。
3.抗腐蚀性能：镁合金切削液在与镁合金接触时需要具有较好的抗腐蚀性能，以防止切削液对镁合金表面产生腐蚀影响。
4.环保性能：合理选择和使用切削液能够减少废水和废液的排放，降低对环境的影响。
镁合金切削液的应用镁合金切削液广泛应用于镁合金的切削加工中，主要用于以下方面：1.冷却和润滑：切削液可提供冷却和润滑作用，降低切削过程中的温度和摩擦力。
2.提高切削性能：切削液能有效降低切削力，改善镁合金的切削性能，并提高加工效率。
金属加工切削液使用浓度和适用范围
180KG/桶
切削加工3~8%；
集中供液：4~5%
棕色油状液体
适用于所有金属加工
JH-2303
镁合金切削液
18KG/桶
180KG/桶
切削加工5~10%
棕色油状液体
广泛应用于国产及进口各种中、高档机床、加工中心的切削加工
工作液浓度不够、PH值降低、防锈剂被过多消耗、切削液劣化腐败都会导致机床或者工件生锈，常州君合解决办法是测定切削液浓度并使之保持稳定；补充碱以维持PH值在9左右；在有切削液的情况下避免一种材料长时间接触；补充防锈剂；严重劣化时更换新液。
通用型微乳化切削液
20KG/桶
200KG桶
单机：5~10%；
集中供液：4~5%
半透明棕色液体
加工铸铁、碳钢、合金钢、铜合金、铝合金等
2202
极压型微乳化切削液
20KG/桶
200KG桶
单机：5~10%；
集中供液：4~5%
半透明液体
加工不锈钢、合金钢、铸铁、碳钢、铜合金、铝合金等。
JH-2302
铝合金乳化切削液
外观
适用范围
JH-2109
全合成切削液
20KG/桶
200KG桶
单机：3~10%；
集中供液：5~10%
无色透明
黑色金属、碳钢、合金钢、不锈钢以及玻璃制品的磨削加工
JH-2110
全合成切削液
（铝合金专用）
20KG/桶
200KG桶
单机：5~10%；
集中供液：6~10%
有色透明
铝型材、铝合金产品的切削加工
JH-2201
金属加工切削液使用浓度和适用范围
君合切削液( 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，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。属当前最领先的磨削产品。
微乳化切削液说明书【借鉴】
在金属切削加工中，合适的切削液具有良好的润滑、冷却、清洗和防锈等作用，可以延长刀具使用寿命，保证产品加工质量，降低生产成本。
微乳化切削液具有乳化油的润滑性能，兼有合成切削液的清洗性能。
我国从20世纪90年代开始重视微乳化切削液的研制和应用：并已逐步发展为乳化油和合成液的替代产品。
微乳化切削液是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂在适当的比例下自发形成的透明或半透明、各向同性的热力学稳定体系。
与普通乳化液相比，微乳化切削液中分散相液滴直径小于10nm，呈透明或半透明状，而乳化液液滴直径为100～500nm，呈浑浊状。
微乳化切削液分为两种：普通型和极压型。
极压型能在更为苛刻条件下使用。
极压微乳切削液主要是在微乳产品的基础上，引入相融合适的极压添加剂，从而提高产品使用性能，减少切削阻力，提高切削效率。
并解决加入极压添加剂后对微乳切削液防锈性、稳定性等性能产生的影响。
此外对产品的气味、透明度等外观性能做合理调配，使产品更具有商业价值。
微乳化切削液是集乳化油和切削液优点于一体的金属加工液体，主要由表面活性剂、润滑剂、防锈剂、稳定剂、低粘度矿物油、杀菌剂和水组成的透明液体。
它具有乳化油的润滑性，又有切削液的冷却性和清洗性，逐步发展成为乳化油和切削液的换代产品。
产品应用适用于黑色金属、合金钢、铝及及其合金、铜及其合金、不锈钢、碳钢等大部分金属材质。
高含油量的极压剂和润滑脂，可进行磨削和重负荷切削加工，完全能够满足当今机械操作高速进料，高速运转的要求。
适合应用于加工中心、数控机床、自动车床、深孔钻床等多种金属的加工工艺，包括车、铣、钻、磨、铰孔、盲孔/通孔攻丝、镗等。
建议使用浓度为4-15%。
产品优点·为难加工金属合金加工·在各种水质中均表现出低泡性·优秀的抗菌性，无论在中央系统还是独立油槽中都有较长的使用寿命·卓越的抗杂油性能，表面浮油容易去除·优异的润滑添加剂使得该油品成为传统切削油的理想替代品产品特点◆优异的润滑性能，延长刀具使用寿命，提高工件加工精度和表面光洁度；◆良好的乳化性能，不分层，不析皂；◆优异的消泡性能和抗硬水能力，水质适应能力强；◆冲洗性能特佳，加工后的碎屑不易粘附在工件的表面上；◆优良的极压抗磨性，非常适合于镁铝合金钻孔攻牙等工艺；◆对普通钢材及铸铁类黑色金属还有机台本身也具有极佳的防锈保护；◆无毒，不含亚硝酸盐等有害物质。
镁合金在切削加工过程中容易出现的问题与对策
表1 几种金属材料的切削功率消耗比较
材料
相对功率消耗
粗车时的切削速度/mm·min-1
采用5～10 mm钻头的钻削速度/mm·min-1
镁合金
1.0
铝合金
1.8
铸铁
3.5
可达1 200 75～750 30～90
150～500 60～400 10～40
低碳钢 镍合金
6.3 10.0
40～200 20～90
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
镁合金在切削加工过程中容易出现的 问题与对策
摘要：镁合金在切削加工过程中容易出现燃烧、加工机床/加工零件被腐蚀等问题，而正确使 用镁合金切削液可以减少这类问题的发生。分析了镁合金在切削加工过程中容易出现的各种问题的 原因；介绍了选择镁合金切削液的原则；通过试验，配制了对钢铁和镁合金都具有缓蚀效果的水基 切削液。
关键词：镁合金 切削液 腐蚀 缓蚀剂 中图分类号：TG501.5 文献标识码：B
徐关庆 林键彬 陆勇林
1 镁合金在切削加工过程中容易出现 的问题
镁合金是常用金属中最轻的金属，而且加工性能 十分良好，是重要的汽车轻量化材料之一。由表1看 出，与其他金属相比，镁合金是切削功率消耗比最低 的金属。一般情况下，只需要经过一次精加工便可以 达到最终要求的表面粗糙度。但镁合金在切削加工过 程中，容易出现燃烧或者加工机床/加工零件被腐蚀
（见图12）。
图11 使用没有缓蚀剂的切削液加工AZ91D 镁合金后不清洗出现的腐蚀斑点
图10 将AZ91D镁合金同时浸泡在pH值为9的切削液（上） 和自来水（下）中11 min时的结果 使用常规的水基乳化切削液加工的镁合金零件表
镁合金切屑液
镁合金切屑液一、产品概述:镁合金切屑液是特别针对镁合金的高氧化性和燃烧性而配制，该镁合金切削液能使镁合金加工后表面光洁、不变色。
还适用于铝材、铜材的切削加工，研磨加工、钻孔加工、CNC 加工等方面。
三、美科切削液小知识金属切削液操作时注意防过敏处理金属切削液在生产切削过程中起到润滑，冷却，清洗，防锈的功能。
在操作人员进行使用时会产生操作者皮肤过敏的主要原因：1、PH值太高2、切削液的成分3、不溶的金属及机床使用的油料4、浓缩液使用配比过高，5、切削液表面的保护性悬浮层，如气味封闭层、防泡沫层。
杀菌剂及不干净的金属切削液。
这些都是造成过敏的原因。
四、美科每日格言The world can be changed by man's endeavor, and that this endeavor can lead to something new and better. No man can sever the bonds that unite him to his society simply by averting his eyes. He must ever be receptive and sensitive to the new; and have sufficient courage and skill to face novel facts and to deal with them. Franklin Roosevelt, American president 人经过努力改变世界，这种努力可以使人类达到新的、更美好的境界。
没有人仅凭闭目、不看社会现实就能割断自己与社会的联系。
他必须敏感，随时准备接受新鲜事物；他必须有勇气与能力去面对新的事实，解决新问题。
常用的切削液种类及选用方法
我们在机械加工中，常用的切削液有：水溶液、普通乳化液、极压乳化液、矿物油、植物油、动物油、极压切削油等。
其中，水溶液的冷却效果最好，极压切削液的润滑效果最好。
由于切削液的种类很多，性能差异较大，因此在加工中怎样选择合适的切削液一直是一项比较难以抉择的事。
生产率就是在进行切削加工的时候，在单位时间内生产出的合格零件数量。
想要提高生产效率，可以通过增大切削速度、进给量、背吃刀量、减少切削长度和加工余量等等方法，这些方法在一定程度上都可以缩短单件基本工艺时间，从而有效提高生产率。
1、根据工件材料选用在难切削材料中，有的硬度高达65～70HRC，抗拉强度比45号钢的抗拉强度高三倍左右，造成切削力比切削45号钢高200%～250%；有的材料高温硬度和强度高，有的材料加工硬化的程度比基体高50%～200%，硬化深度达0.1~0.3mm，造成切削的困难；有的材料化学活性大，在切削中和刀具材料产生亲和作用，造成刀具产生严重的粘结和扩散磨损；有的材料弹性模量极小和弹性恢复大及延伸率很大，更难于切削。
因此，在切削各种难切削材料时，要根据所切材料各自的性能与切削特点与加工阶段，选择相宜的切削液，以改善难切削材料的切削加工性，而达到加工的目的。
一般而言：加工铸铁，铸铝等脆性金属，为避免切屑堵塞冷却系统或粘附在机床上难以清除，一般不用切削液。
但精加工时为了提高表面质量，可用润滑好，黏度小的煤油或7%～10%的乳化液。
加工一般钢件，粗加工选用乳化液，精加工选用硫化乳化液。
加工有色金属或铜合金，不宜用含硫切削液，以免腐蚀工件。
可选用一般乳化液或切削油。
加工镁合金时，不能用切削液，否则会燃烧起火。
加工难切削工件，如不锈钢，耐热钢及含有铬，镍，钼，锰，钛，铌，钨等元素的材料时，因所含硬质点多，机械擦伤作用大，导热系数低，切削热不易散出，往往难以切削。
应选用10%～15%的极压切削油或极压乳化液。
2、根据刀具材料选用工具钢刀具：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。
镁合金在切削加工过程中容易出现的问题与对策
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
（a）腐蚀发生前
（b）腐蚀初期 图6 沾附镁屑的铸铁的腐蚀过程
（c）腐蚀后期
同样原因导致沾附潮湿镁屑的镁合金零件也容易 发生腐蚀。
3 问题的解决措施
3.1 正确选择镁合金切削冷却液 金属加工切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈4
图9 使用研制的镁合金切削液机床表面有一层白色、 指甲可以刮去的滑腻的干膜防止钢铁腐蚀
汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M 35
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
（2）镁合金AZ91D缓蚀试验 将AZ91D镁合金同时浸泡在制备的pH值为9的 水基切削液和自来水中。浸泡5 min后在自来水中 的镁合金试样表面开始有气体析出，浸泡11 min 时镁合金试样表面吸附气泡明显；而浸泡在水基切 削液中的镁合金试样表面几乎没有气体吸附（见图 10）；将经过精加工的镁合金轴承套试样浸泡在加 入研制的缓蚀剂（5 g/L）的硫酸溶液（15~20 mL/ L）中3~5 min，取出、水洗后，用内径千分尺测量 加工尺寸没有变化。可见，研制的缓蚀剂对镁合金 具有明显的缓蚀效果。
切削液的冷却效果与其导热系数、比热容、汽化
热、粘度及其流量等都有密切关系，表2列出了有关 数据。从中可见，从冷却效果和清除沾附在零件表面 的切削液的难易程度及生产成本考虑，采用水性切削 液比较理想。但如果使用不适当的水性切削液加工镁 合金零件，将会导致几个问题：a.容易引起加工机床 的腐蚀；b.粘附在零件表面的乳化液容易引起零件腐 蚀；c.沾有乳化液的镁屑在回收、储存过程中由于发 生析氢反应，自燃的可能性比较大。这些都是需要特 别注意的。 3.2 水基镁合金切削液的研制 3.2.1 pH值与粘度范围的选择
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一、镁合金专用切削液参数：
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三、镁合金专用切削液知识分享：
切削液的润滑作用和其渗透性有关，渗透性好的切削液能及时渗入到刀尖切削区形成润滑膜，以降低切削阻力和摩擦系数。
清洗作用：切削过程中，切屑、铁粉、磨屑、油污、沙粒等常常黏附在工件、刀具或砂轮的表面及缝隙中，同时沾污机床和工件，使刀具或砂轮的切削刃口变钝，影响到切削效果。
所以要求切削叶应具有良好的清洗作用。
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