切削液技术

切削液技术

目录

一、摩擦学与切削加工学基础知识

二、切削液的种类与组成

三、切削液基础油和添加剂

四、切削液的性能与评定

五、切削液的作用及其机理

六、切削液的供液方法与效果

七、切削液的选择与应用

八、切削液的配置与管理

九、切削液技术的新进展

十、切削液常见故障分析与对策

一、摩擦学与切削加工学基础知识

1.摩擦：当两个相互接触的固体在外力的作用下沿接触面相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面之间就会产生阻力，这种阻力称为摩擦力。

2.磨损：磨损是互相接触物体在做相对运动时，表层材料不断发生损耗、转移或者产生参与变形的过程。磨损是摩擦的必然结果

3.润滑：润滑就是在互相运动的摩擦副之间加入某种物质，以控制表面之间的摩擦并降低其磨损的措施。

4.切削：切削的两要素，工件和刀具，工件和刀具必须有一定的相对运动。在切削过程中会出现产生切削热、刀具磨损、刀具塑性变形现象。

二、切削液的种类和组成：

1.油基切削液：又称切削油，其基本成分是基础油（矿物油或合成油）。根据加工方式、工具材料、工件材料和加工要求的不同，可在基础油中适量加入各种油溶性添加剂，如油性剂、极压剂、防腐蚀剂、抗氧化剂等。配置成性能各异的油基切削液，以适应不同的加工要求。主要特点是：使用时不需要稀释，直接使用原液。

2.水基切削液：是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%上的比例。水基切削液这一名称习惯上既指切削液原液（浓缩液），也指其稀释液。

水基切削液的分类：乳化切削液、微乳化切削液、合成切削液。

乳化切削液：其原液的主要组成部分是基础油、乳化剂、防腐杀菌剂、抗泡剂等。基础油的质量分数为50%-80%，基本不含水，外观为油状液体（或油膏），故其原液常被称为乳化切削油（膏）或乳化油（膏）。稀释后成牛乳状。

微乳化切削液：介于乳化液和合成液之间，含有一定量的油，稀释后呈半透明的微乳液。

合成切削液：合成液的原液一般不含油，稀释后多呈透明液体，有很强的清洗性能。

三、切削液基础油和添加剂

1.基础油：矿物基础油、合成基础油、半合成基础油

2.添加剂：

a.油性添加剂：润滑油在固体摩擦表面上生成吸附油膜的性能成为油性。这种吸附油膜在一定的温度条件下能显示出良好的润滑效果，从而减少接触表面的摩擦及磨损。油性是润滑油的基本性质之一。包括动植物油和脂肪酸类。

b.极压添加剂：能和接触的金属表面起反应形成一种高熔点无机薄膜防止在高负荷下发生熔结、卡咬或咬粘、划痕、划伤的添加剂。分为卤素系极压添加剂（又称氯系极压添加剂），硫系极压添加剂，磷系挤压添加剂，硼系极压添加剂，有机金属极压添加剂。

c.防锈添加剂：能防止金属机件生锈，延迟或限制生锈时间，减轻生锈程度的添加剂。可分为水溶性和油溶性两种。

d.表面活性剂：表面活性剂是这样一种物质，在溶剂中加入很少量既能显著降低其表面张力，改变体系表面状态，从而产生湿润或反湿润、乳化或破乳。分散或凝聚、起泡或消泡，增溶等一些列作用，以满足实际应用要求。

其它添加剂：防腐杀菌剂、抗泡沫添加剂、助溶添加剂、乳化稳定剂、抗氧抗腐剂、油雾抑制剂。

四、切削液的性能与评定

切削液的三大性能：

1、加工性能：切削液在切削过程中所能表现出来的效能，它直接与切削液加工效果有关，包括加工质量、加工效率、刀具损耗、切屑处理。

2、理化性能：与切削工艺过程有关的切削液的物理、化学性能。

油基切削液包括外观、密度、粘度、倾点、铜板腐蚀、氧化安定性、抗乳化性。

水基切削液包括外观、PH值、抗泡性、乳化安全性、腐蚀性、防锈性、耐腐败性、油水可分离性。

油基切削液和水基切削液共同的理化性能包括：比热容，热导率，表面张力，渗透性，对材料的接触适应性，废液可处理性，承载能力，减磨性等。

3、环卫性能：切削液的环卫性能是指对劳动卫生、人身安全和生态环境的影响性质和程度，主要包括切削液的安全性、对皮肤和呼吸道粘膜的刺激、对环境的危害性等。

五、切削液的作用及其机理

1.切削液的润滑作用及其机理：润滑性包括油性、抗磨性、极压性。油性是指润滑剂减少摩擦的性能；抗磨性是指润滑剂在轻负荷和中等负荷条件下，即在流体润滑或者润滑条件下，能在摩擦表面形成薄膜，防止磨损的能力；极压性是指润滑剂在低速高负荷或高速冲击负荷条件下，即在边界润滑条件下，防止摩擦面发生擦伤和烧结的能力。

2.切削液的冷却作用及其机理：所谓切削液的冷却性，是指在湿式切削过程中切削液通过对流、传导、蒸发等热交换形式带走切削区的热量并降低其温度的性能。

3.切削液的清洗作用及其机理：包括机械冲洗作用和物理化学作用。

机械冲洗是利用喷嘴直接作用于切削区和工件表面上，冲走散落在工作区的切削和靠重力沉淀在工件表面的污物。

物理化学作用是切削液含有的表面活性剂，由于表面活性剂降低界面张力而产生的润湿、渗透、乳化、分散、增容等多种作用的综合效果。

4.切削液的防腐蚀作用及其机理：

金属腐蚀是一种由于化学或电化学作用引起的材料损坏。

提高水溶性切削液的防腐蚀性，主要通过合理的设计配方组成、特别是选择合理的防锈添加剂来实现。油基切削液一般不容易腐蚀金属，但若含有有机酸则易发生腐蚀，主要通过加入油溶性防锈剂来实现防锈

六、切削液的供液方法与效果

1.浇注供液法：也称为普通供液法，是历史上最为悠久、应用最为广泛的切削液供给方法。供液系统一般是由储液箱、切屑分离器、低压泵、管路系统、控制阀门和喷嘴组成的。储液箱中的切削液由泵吸出，经管路、喷嘴浇注到切削区，使用过的切削液和切屑分后又回到储液箱，如此往复循环。这种供液系统结构简单，用于对切削液供液无特殊要求的场合。供液压力一般低于0.2Mpa,在车削加工、铣削加工，钻削加工，中应用的比较多。

2.压力供液法：是指在一定的供液压力（一般大于0.2Mpa）下，通过专门通道或刀具自身的油孔，将切削液供入切削区的供液方法。压力供液有高压和低压之分。一般认为供液压力在0.2~0.5MPa之间称为低压供液，高于0.5Mpa称为高压供液。由于供液压力比常规供液时大，供液管道较细小、切削液流速高，从喷嘴口直接进入切削区，故又称为喷射供液。这是常用的一种供液方法，在孔加工中应用尤为广泛。

3.射流供液法：是指供液通道并不直接与切削区相连，切削液在高压驱使下，通过供液通道后要经过一段时间空间才能