切削液的选用与维护

切削液的选用与维护

1概述

切削液作为一种金属切削加工介质，由于其属于边缘、交叉学科范畴，常常被忽视，但它在金属切削加工中被广泛采用，且起着十分重要的作用。它能帮助提高切削加工的质量和生产效率，降低生产成本，改善加工环境。随着切削加工效率、切削加工材料及加工质量的不断提高，切削液的作用显得越来越很重要，对切削液的要求越来越高。

近年，我国机械制造业，特别是汽车行业的发展迅速，对切削液的数量需求大增，它带动了切削液技术的快速进步与发展。目前，市场上国内和国外品牌切削液品种繁多，其性能、价格差异很大，如同类国产与国外品牌切削液之间价格相差4－6倍，不同类型国产或国外品牌切削液之间价格相差1－4倍。选用合适的切削液，能在提高金属切削加工质量，降低加工成本，改善加工环境方面，取得最大的效益。此外，切削液在使用过程中有许多参数需要控制，如切削液浓度1%的变化即可在加工零件上明显地表现出来，能直接导致零件加工质量的下降或刀具的异常消耗。因此，如何正确选择使用切削液，并做好切削液使用中的维护工作，是我们在金属切削加工中不容忽视的重要课题。

2切削液的功能与类型

（1）切削液的功能

切削液的主要功能是润滑与冷却。它可以减缓刀具（砂轮）的磨损，提高刀具耐用度，降低加工工件的表面粗糙度值，减少工件的热变形，提高加工效率。切削液的另两项重要功能是清洗与防锈。即它可以冲走加工区域的切屑，减少切屑及灰尘的粘结，改善和提高加工表面的清洁度，防止工件、刀具、机床生锈或腐蚀。

此外，考虑到切削加工的经济性和环境方面要求，切削液还需具备下列功能：贮存稳定性、乳化稳定性、泡沫抑制性，与机床密封材料、油漆等的相容性，对人体、环境无害或损害少等。

（2）切削液的类型

切削液的分类方法很多，最主要，也是被各国普遍采用的是ISO6743/7分类法，它将切削液分为油基型和水基型，水基型可进一步分为乳化液、半合成液（或微乳液）及合成液。它们的主要区别如表一所示。

油基切削液由纯矿物油、动植物油或以油为主体，添加极压剂调合而成。油基切削液润滑性能好，冷却性能差，水基切削液则相反，但其成本低，操作环境安全、干净。随着水基切削液性能的不断提高，其使用范围逐渐扩大。

乳化液由矿物油加入乳化剂和其它添加剂组成，其含油量＞60%，溶于水后形成乳白色乳状液。合成切削液可分为无机盐型和全合成型，它不含油，添加剂含量可达50%以上，具有极好的冷却性和清洗性。无机盐型合成切削液以无机盐为主，润滑性差；全合成切削液全部采用合成添加剂，各项性能都较优异，是有发展前途的一类切削液。半合成切削液以水为载体，加入5－30%的油和大量表面活性剂及多种添加剂调合而成，它兼有乳化液和合成切削液的优点，是目前研究最多，应用最广的一类切削液。

不同类型切削液具有各自的特征，但决定切削液性能优劣的是各种添加剂。常用的添加剂有：油性剂、极压剂、表面活性剂、乳化剂和乳化稳定剂、防锈剂、杀菌剂、消泡剂、抗氧剂等。一种添加剂能解决一方面的问题，必须同时添加多种添加剂才能赋予切削液优良的综合性能。如半合成切削液除添加大量表面活性剂外，还需添加油性剂、极压剂、防锈剂、杀菌剂、消泡剂、PH值调整剂等多种添加剂。3切削液的选用

选用切削液主要应从切削加工要求、切削液自身性能质量、环境适应性、管理方便性、综合应用成本等五个方面进行考虑。

（1）根据切削加工要求选用切削液

对一般材料的粗加工，以减少切削力和刀具磨损为主，可选用有一定润滑性、冷却性好的切削液；精加工以改善工件表面粗糙度为主，应选用润滑性好的切削液；对高速加工，刀具常处于边界润滑状态，应选用润滑性、渗透性好，极压性高的切削液，如加工中心，适宜选用含油量＞20%、表面张力＜35dyn∕cm2、PB值＞900N的

半合成切削液。对重负荷加工，如滚齿、拉削等，则适宜选用含极压剂的油基切削液。对内孔、深孔加工，由于切削液不易浇注到加工表面，要求切削液有极好的渗透性，应选用表面张力＜30dyn∕cm2，且有良好润滑性的切削液。磨削产生热量大，要采用冷却性好的切削液；对CBN磨，由于CBN易于水解，要求切削液易在砂轮表面形成油膜以抑制水解，应选用具有良好润滑性、冷却性的切削液。

（2）根据切削液自身性能质量选用切削液

能满足同一加工方式要求的切削液可能不只一种，这时我们要研究不同类型或品种切削液的性能差异，选用性能质量较好的切削液。如对磨削加工，乳化液、半合成切削液、无机盐型合成液，全合成切削液都可采用，其中乳化液清洗性较差，无机盐型合成液易析出固体颗粒而影响机床导轨运行，采用含油量低的半合成切削液和全合成切削液效果最好。

同一类型的不同品种切削液之间性能质量差异很大，要从其理化性能评定和工艺应用试验中找出差异，正确选用。如半合成切削液不同品种之间，由于采用油性剂和极压剂的不同，其PB值低的只有700N，高的高达1200N，低PB值的只适于磨削加工，高PB值的则适用范围很广。所采用稳定剂不同，切削液的贮存和使用稳定性不一样，稳定性好适用水质范围广，易发挥出其各项性能，稳定性差的则易分解、使用寿命短；所采用防锈剂不同，有时在理化性能分析和使用初期可能看不出差异，由于不同防锈剂与Fe2+等加工中产生或水中存积的金属离子结合速度大不一样，结合速度快的，会使切削液的防锈性快速下降，造成切削液消耗量高。

（3）根据环境适应性选用切削液

不论何种切削液都对环境有一定的负面影响。油基切削液使用中产生的油污、油雾危害操作工人的身体健康，还有着火的危险；水基切削液的一些添加剂有毒，废水排放污染环境。

在选用切削液过程中，对其环境适应性应充分重视。特别是十堰是南水北调的源头，对企业的排放在不久会加大限制，我们要早作准备。油基切削液应逐步减少使用，乳化液使用寿命短、排放量大，要限制使用，含亚硝酸盐等致癌或毒性大物质的切削液要禁止使用，半合成切削液和全合成切削液相对排放量少、污染轻，应扩大使用。在保证切削液综合性能的基础上，研发和推广使用低毒或无毒、长寿命、易降解的绿色切削液是未来的发展方向。

（4）根据管理维护的方便性选用切削液

一个工厂或车间内，会有许多不同的机床和加工方式，对切削液的要求会不一