金属加工液及切削液知识整合

一．金属加工液的性能及其应用的添加剂1.金属加工液简介金属加工液（Metalworking fluids）主要是金属加工用的液体，根据加工工艺类型的不同，可分为金属成型、金属切削、金属防护和金属处理四大类。

按形态分为：油型、可溶性油、半合成液、合成液。

主要起润滑和冷却作用，兼有防锈清洗等作用。

一般的金属加工液包括切削液、切削油、乳化液、冲压油、淬火剂、高温油、极压切削液、磨削液、防锈油、清洗剂、发黑剂、拉深油等。

2.金属加工液的常见问题与解决方案（水溶性切削液）金属加工液的常见问题与解决方案（水溶性切削液）◆工件表面光洁度◆●可能原因１、稀释液浓度太低２、切削液定向喷射不好或流量过低３、金属加工屑污染４、水质影响，溶液不稳定５、使用刀具与材料或加工工艺错配●解决办法１、调整稀释液浓度２、检查金属加工液供应系统有否堵塞并加以清洁，直接喷在刀刃上３、过滤稀释液４、硬水会道致某些切削液不稳定影响到表面切削液金属加工液.５、与刀具供应商协商，选择正确型号金属加工液论坛,切削液,乳化液,半合成,全合成, ◆工件腐蚀◆●可能原因１、浓度太低度２、水质硬度太高３、溶液被污染４、防腐剂已降解或消耗５、溶液酸性值过低度６、高温以及潮湿环境７、工件处理和储存●解决办法１、增加并校正使用浓度２、检测水硬度，使用150ppm硬度的水３、确定及除去污染物，或更换新的溶液４、添加新溶液５、适当添加PH调整剂６、降低温度和湿度，在成品上施涂防锈剂７、工件存放干燥通风的环境中，长时间存放时需要施涂防锈剂◆刀具/砂轮寿命下降◆●可能原因１、大量金属屑２、溶液污染３、浓度太低切削液金属加工液４、水质影响５、使用刀具/砂轮与材料工艺错配６、切削液润滑性能不好●解决办法１、净化切削液（更换/过滤）２、确定及去除污染物３、调整浓度４、正确地调配切削液５、与刀具供应商协商，选配正确型号金属加工液论坛６、换用润滑性能好的产品◆发热量大，刀具使用寿命短◆●可能原因１、冷却性能差最专业的金属加工液论坛|切削液|切削油|冲压油|防锈油|清洗剂|添加剂|防锈剂|乳化液|半合成|全合成|润滑油|润滑脂２、切削液定向喷射不好或流量过低●解决办法１、选择冷却性能好的产品金属加工液论坛,切削液,乳化液,半合成,全合成,切削油,防锈油,防锈剂,润滑油, 水溶性,配方２、增加流量或直接喷在刀刃上◆稀释液上面有浮油◆●可能原因１、设备润滑油污染２、混合条件差３、经纯油加工的零件●解决办法１、用撇油器撇除漏油２、重新配制稀释液，确保边搅拌边将油加入水中３、用撇油器除去，加工前将零件清洗干净屑污染◆气味难闻和颜色变化◆●可能原因１、水质太差２、外来油品的严重污染３、产品更新率低４、设备（油箱、管道、喷射系统）上污秽●解决办法切削液１、确保水质好，无微污染２、除去稀释液上层浮油３、添加新产品４、如果微生物＞10６/ml加入适量的杀菌剂，并清洗干净设备◆泡沫多◆●可能原因１、浓度太高２、水太软３、稀释液污染４、油箱液量过少５、机械故障６、切削液消泡性能差●解决方案１、用折光浓度针核正浓度２、检查水质（总硬度），加入消泡剂或醋酸钙３、除去污染物４、维持油箱溶液量充足５、检查过滤系统，输油管和回流系统是否泄漏和堵塞；防止回流溶液进入油泵进油口６、选择另一种切削液◆细菌和发臭◆★细菌：生存於水相中，以几乎所有存在於其中的物质为食。

冷却剂是细菌的大餐，温床。

★细菌的种类：☆好氧菌（需要氧气）☆厌氧菌（需要硫）☆酵母菌和霉菌★细菌的危害：☆破坏乳化液☆引起腐蚀☆增加机器中的沉积☆引起恶臭味☆使操作者烦躁不安☆阻塞过滤器切削液☆可能引起呼吸问题☆浪费金钱★细菌产生的原因：☆污染物◎操作者操作时带入◎烟头◎咖啡/茶渣◎食物（三明治）二．金属切削液1.金属切削液的作用金属切削是机械工程加工零部件的主要手段，特别是高精度金属零件，在金属加工过程中，如果在机床精度、工件材质、刀具材质、加工条件、工人技术水平等条件相同的条件下合理选择金属切削液，对减少摩擦、改善散热条件、降低加工区域温度、延长刀具、砂轮的使用寿命、提高工件精度、降低工件表面粗糙度从而降低切削液使用成本和提高企业经济效益具有十分重要的作用。

切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈四大功能。

油基切削液靠油的优良润滑作用降低摩擦生热，达到冷却的目的，水基切削液靠水的热导率、比热容、汽化热比油大，粘度比油小的特点达到冷却的目的。

2.切削液的分类按类型大体上分为非水溶性（油基）切削液和水溶性（水基）切削液。

一般以水稀释而使用的称为水基切削液；不以水稀释而使用的称为油基切削液。

油基切削液分为：非活性型（矿物油、动物油、植物油+活性极压剂+油性剂）活性型（矿物油+活性极压剂+油性剂）水基切削液分为：乳化油型（矿物油+表面活性剂+乳化剂+极压剂或油性剂+防锈剂）合成液型（不含矿物油和动植物油，只含大量表面活性剂+极压剂添加剂+油性剂+防锈剂等）半合成液型（含少量矿物油+表面活性剂+极压剂+油性剂+防锈剂）化学溶液型（无机盐类、有机胺+表面活性剂等）乳化油通常称为“可溶行油”，其中含油量一般在70%以上。

半合成切削液又称“微乳液”，含油量约为5～30%，兼有乳化液和合成液的优点，冷却、润滑、清洗、防锈性能均较好，与乳化液相比，能阻止细菌的分解繁殖，因而使用寿命长。

合成切削液是一种完全不含油的，由水溶行EP剂防锈剂表面活性剂等组成的切削液浓缩物。

此类切削液最突出的优点是：工件可见度好使用寿命长节约油料资源具有独特的冷却清洗性，润滑性和清洗性各有不同，但用于有切削液流过活动导轨的切削机床，应避免合成液将导轨上的润滑油膜冲洗掉，而造成阻塞和卡咬。

3.原液和使用液油基切削液的原液就是其本身，水基切削液的原液系指稀释前的母液。

“使用液”是“现场使用着的切削液”的简称。

又城为“稀释液”。

4.油基切削液和水基切削液各自的特性油基金属切削液的优点：1)在机械加工中质量稳定，使用寿命长，并能再生利用。

2)具有良好的润滑性。

在用高速钢刀具切削而且切削速度较慢时可延长刀具寿命，降低工件表面粗糙度。

3)除偶尔需要过滤外，不需要多花费混合及维护费用。

4)不受细菌侵蚀影响，几乎不会引起皮肤病，使用中混入其他润滑油除了会降低添加剂浓度外，无其他不良影响。

其缺点是：冷却性差，而且高温下易挥发，产生油雾，污染环境，必须安装排油污设备，甚至有引起火灾的危险。

水基金属切削液的优点：冷却效果好，克服了使用切削油冒烟、易燃以及加工后黏附于金属表面上的油脂难以清洗的弊病，综合使用成本低。

良好的产品均具有冷却、润滑、清洗、防锈四大功能。

其缺点是：因为是用水作稀释剂，故使机床和被切削金属材料容易生锈；若与机床上的其他润滑油混合，就会使润滑油的润滑能力变坏，从而降低机床寿命和破坏自身的使用性能。

此外，水基切削液容易受细菌和霉菌的影响而腐败变质，降低有效使用期限。

在水基切削液中含油的乳化液由于稳定性较全化学合成切削液差，使用寿命一般较短。

5.切削液的推荐和选用市面上切削液的品种很多，其组成和性质也很复杂。

当我们向用户推荐一种切削液时之前，首先应熟悉用户现正在使用的切削液属于那一类，加工的工件材质（碳钢、铸铁、铜、铝合金、镁铝合金、耐热合金、不锈钢、镍合金、钛合金等）、刀具材料（高速钢刀具、硬质合金钢刀具）、切削条件（切削速度、进给量、切削深度）、加工方式（车削、铣削、刨削、铰削、镗削、钻削、磨削、攻螺纹、拉削、滚齿、剃齿等）、和机床种类（国产一般机床、数控机床、加工中心等），根据具体应用条件的不同，对切削液的冷却、润滑、清洗、防锈四个功能的要求应有所侧重，只有具有很强的针对性才能达到最佳的使用效果，性价比方可达到极致。

一般情况下，有（无）铅黄铜、铝及低铝合金、镁、锌合金容易加工,但切削液对其腐蚀问题较难解决，用户一般选用煤油或其与矿物油的混合油来保证工件的表面亮度，也有用中性或弱酸性的水基切削液（其中以乳化液用的较多）。

高强度青铜、铸铁、低碳钢、中碳钢等比较容易加工，通常选用水基切削液，耐热合金、不锈钢、镍合金、钛合金等属于难加工材料，主要选用油基切削液和极压性很好的、高浓度的水基切削液。

拉削、滚齿、剃齿等操作由于切削速度低、切削量大、属于重负荷切削，几乎都选用油基切削液。

粗加工时，加工余量和切削用量较大，切削速度较高，对表面质量的要求不太高，一般用以冷却为主的乳化液、合成液和微乳液。

车、铣、刨、铰、镗、钻、磨、通常可用水基金属切削液，攻丝和打深孔要用极压、润滑性好的切削液。

6.切削液现状国外产品的主要品牌：德国的亚纳、福斯；瑞士的巴索，美国的美孚、奎克、马斯达、好富顿、米朗可龙；英国的嘉实多（BP）等。

国内的上海海营化工、天津泰伦特化学、苏州的特种油品等属于规模较大的生产商。

国外产品总体性能上有较大的优势，但很多产品不适应我国的水质要求，普遍售价较高，产品的实际性价比并无国内的优势品牌高，从而给我们留下了太多的发展空间。

上海洁司化工有限公司与太原卓能精细化工有限公司联合研发的KCUT系列全化学合成水基金属切削液，综合性能比优势完全可以替代进口同类产品，与国内市场上的同类产品相比：在防锈性和工作液使用寿命方面有绝对优势。

7.实际使用注意的问题1.水基产品用于数控机床时，由于数控机床的刀具通常是处于横向进给状态，切削液在切削区的浇注只能接触到活动主轴的一部分，背向的部分实际上无法接触到；用于加工中心时，刀具通常是垂直的，切削液也无法接触到刀套附近的部分，这样就带来了锈蚀的问题，因为这部分死角长期暴露在的水气中而无法受到防锈剂的保护。

建议操作人员在每天下班时用机床上携带的水枪冲洗死角部分，或用干净的棉纱蘸取工作液涂敷死角，确保无锈，也可在刀套中或其附近涂上黄油或防锈油。

机床的部件出现轻锈时可用干净的棉纱蘸取工作液擦拭掉。

2.水基产品在使用过程中保持浓度的稳定特别重要，首先要坚持勤补水和少补水的原则，同时要用手持式折光仪定期测定工作液的浓度在厂家规定的范围内。

长期维持过高的浓度容易对机床油漆和操作者的皮肤造成腐蚀和刺激，使用成本相应增加；浓度过低容易对机床台面和工件造成锈蚀，还会引起工作液过早产生异味而腐败变质。

8.极压性能的概念为了减少摩擦和磨损而使用的添加剂，叫油性剂，有时叫减摩剂，为了防止烧结而使用的添加剂叫极压剂。

油性剂在金属表面上所形成的吸附膜承受温度不高。

其解吸温度如脂肪酸是在熔点或熔点附近，一般油性剂在200℃以前就会解吸而失去作用。

极压剂的作用机理一般可以认为是由于摩擦热或摩擦面上的摩擦化学反应，在金属表面上生成一种低剪切强度和低于被切金属熔点的固体润滑膜，而起到有效的润滑作用。

9.切削液的配方9.1、透明水溶性切削液配方1（%）透明水溶性切削液乙二醇65.8;四硼酸钠 3.0;偏硅酸钠 1.0;磷酸钠0.2;水余量。