金属加工液基础及应用

为了能经济高效地获得各类零件所需要的加工精度，在确定零件加工工艺时要注意：合理选择主坯类 型和加工余量，正确选择机床刀具、夹具，正确制订加工方案和工艺路线，规定工件在工序间和安放运输 方式，同时选用合适的切削、冷却、润滑剂，也是保证加工质量和切削效率的重要方面。
综上所述，金属切削液是金属切削加工过程中，用于冷却、润滑加工工件和刀具的。为了提高加工效 率、工件精度和表面质量，延长刀具的使用寿命，除了要按照加工条件合理地选择刀具、模具的材料，几 何参数，热处理规范和加工量之外，还要正确地选用切削液。
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一、前言
金属加工液是金属加工过程中，用于润滑、冷却加工工件、刀具或模具的。为了提高加工效率，工件 精度和表面质量、延长刀具、模具的使用寿命，除了要按照加工条件合理的选择刀具、模具材料、几何参 数、热处理规范和加工量之外，还要正确地选择金属加工液。
金属加工液包括金属切削加工液（通常我们称之为切削液）、金属塑性成型加工液两类。在这两类加 工过程中，刀具、模具和被加工的金属工件之中都产生较大的摩擦与高温，因而金属加工液对润滑、冷却 都有要求，但具体的要求常有侧重点不同。
（二） 水基 八、 金属切削液选用…………………………6
（一） 切削液的选择原则 （二） 影响选用的因素 九、 金属切削液应用………………………………7 （一） 指导用户正确清槽，消毒和配制新液 （二） 金属切削液的日常维护 （三） 水溶性切削液对配制水质的要求 （四） 关于切削液的腐败劣化现象 十、 水溶性切削液的管理…………………………8 （一） 原液管理 （二） 工作液配制浓度管理 （三） 防腐管理 十一、水溶性切削液常见问题成因及解决方法…9 （一） 锈蚀 （二） 细菌增加，产生难闻气味 （三） 泡沫 （四） 杂油 （五） 固体杂质及残留物 （六） 工作液稳定性下降 十二、维护用添加剂的正确使用…………………10 （一） 水质调整剂 （二） 消泡剂 （三） PH 调整剂 十三、金属加工液的市场…………………………11
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五、金属切削液的作用
（一）冷却
1）为了解决切削热。
2）冷却作用与切削液组成、类型、浓度、切屑、刀具、流量、给液方式及角度有关。
（二）润滑
1） 在摩擦体间加入介质（油、切削液），部分降低摩擦热，但对塑性变形无影响，阻止切削瘤产
生，保护已加工表面。
2） 极压概念：在高温、高压下，使润滑介质损失了（油膜没有了），形成了固体与固体直接接触，
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深孔钻：是钻孔加工的一种，通常被加工洞的深度最少是钻具直径的三倍，甚至更多。 螺纹加工：通常用切削加工来完成，螺纹分为内、外螺纹，通常大量加工螺纹时是通过专用组合机床
来实现的。 攻丝加工：在事先加工好带孔的工件上用圆柱形螺纹切削刀具进行一个设计好的螺纹加工。 拉削加工：属于较难的切削加工，是由粗加工和精加工组合而成，通常是对槽和平面进行加工。
组成 矿物油 润滑油性剂 润滑极压剂 表面活性剂 防锈剂 防霉杀菌剂 消泡剂
乳化液% 50~80 0~50 0~50 13~35 0~5 0~3 0~0.5
微乳化液% 10~30 5~20 0~20 20~80 5~30 0~3 0~0.5
合成液 0 5~20 0~20 20~80 5~30 0~3 0~0.5
（一）金属的切削加工
切削加工是金属加工的一种工艺方式，它是利用带刃口的切削工具（刀具或砂轮）将工件的多余金属 去掉，从而使工件获得规定的形状、尺寸和表面质量成品或半成品工件。
金属切削加工的方法：锯、车、铣、刨、磨、钻、铰、镗、攻、拉，等。 典型的加工表面：内圆、外圆、孔隙、平面。 按表面质量：粗加工、半精加工、精加工、超精加工。 表面粗糙度：用以表示加工表面质量，符号是 Ra，单位μm。 金属切削三要素：加工速度、进给量、切削深度。
以下的讲述重点围绕的是金属切削加工液（切削液）这一主题。
二、金属切削加工液（切削液）
金属切削加工使用冷却液从 17 世纪开始距今已有几百年的历史了。从 17 世纪的苏打水、18 世纪的植 物油、肥皂水、19 世纪的菜籽油、硫化切削液、合成切削液，直到现代各类切削油和水溶性切削液使用， 其发展趋势是功能性愈来愈强，持续使用时间愈来愈长，更加环保。
（二）金属切削加工的分类
1、按所用切削刀具类型分： （1）刀具进行加工：锯、车、铣、刨、磨、钻、铰、镗、攻、拉等 （2）磨料进行加工：磨、衍磨、研磨 （3）特殊加工：线切割、电火花
2、按加工苛刻度可分：
（1）磨削
（2）锯削
（5）铣削
（6）钻孔
（9）用成型刀具车螺纹 （10）镗孔
（13）螺纹切削
（14）攻丝
而加入 EP（如硫、磷、氯），在金属表面产生了化学反应形成一种反应膜。
（三）防锈
防锈作用为两方面：1）工件，一般要求加工后 8~24 小时不锈，较高要求 3~5 天不锈。2）设备，
使用任何一种切削液都应对设备提高防锈保护，普通的防锈切削液可直接用 Nhomakorabea水基防锈剂。
（三）加工刀具
理想的切削刀具应该非常硬，耐磨损，抗破裂，抗热软化，适合大多数金属，有最小的热膨胀，能满 足加工需要的形状，易磨锐，成本低，所有的切削刀具是以上这些性能综合和折中，因为条件和要求的范 围大，没有一种单一的刀具能达到所有加工的要求。
常用的切削刀具材料有：高速工具钢、钴合金、烧结硬质合金、金属陶瓷、立方氮化硼、人造金刚石， 等。（一般工具钢 200~300℃、高速钢 600℃、硬质合金 1000℃、立方氮化硼 2000℃）。
（3）车削 （7）铰 （11）深孔钻 （15）外拉削
（4）刨削 （8）高速浅进刀车螺纹 （12）切齿 （16）内拉削
从切削加工分类看，磨削加工通常作为一个单独的分类，通常不和其他加工混在一起，一般作为半精 和精加工
锯削加工：是要求较低的切削工艺之一，同时相对加工强度也较小。 车削加工：通常用单刃刀具来切割车床上旋转的表面或中心部分。 铣削加工：通常利用多刃的旋转刀具对工件进行铣削加工。 钻孔：在不同工件上利用钻具加工出洞，带有开槽或凹槽的钻具绕着钻体旋转。 铰孔：操作被用来扩大并完成以前形成的洞。
四、不同类型切削液的区别
（一）不同类型切削液的区别（直观，简便）
类型 油基 乳化液
原液油含量% 100 60~80
微乳液 10~30
合成液 0
工作液乳化颗粒大小（微米） —— 大于 1 0.1~1.0 0.05~0.1 0.05 ——
工作液外观 透明 乳白色 乳状浅蓝色液 半透明灰茶色 透明 透明
（二）水溶性切削液原液组成
五、 金属切削液的作用………………………5 （一） 冷却 （二） 润滑 （三） 防锈 （四） 清洗 （五） 产品共性 （六） 产品特点 （七） 各类水溶性切削液的特点比较
六、 机加工对金属切削液的基本要求………5 （一） 功能要求 （二） 辅助功能
七、 金属切削液主要理化指标………………6 （一） 油基
高温合金钢等
无论任何材料金属都具有它本身的金属特性，金属的特性通常可分为两大类型：物理特性和机械特性。 物理特性是指那些在金属被加工过程中保持不变的特性，它们包括密度、传导性、热膨胀和弹性系数。机 械特性是指那些由于加工和热处理而彻底改变的特性，如在金属切削加工工艺中金属性能的硬度、强度、 展延性和韧性。
【各种金属材料的相对可切削性】
等级
程度 相对可切削性%
1
易切削
大于 300
2
很易削
250-300
3
易削
160-250
4
不难削
100-160
5
稍难削
65-100
6
较难削
50-65
7
难削
15-50
8
极难削
小于 15
材料名称 铝合金、镁合金、巴氏合金等
锌合金、易切削黄铜等 Y12、易切削钢、黄铜等 45 号钢、40 硼钢、灰铸铁等 锰钢、硅锰钢、铬锰钢、碳素 2 号钢等 耐热钢、子氏体不锈刚、调质合金纲等 奥氏不锈刚、钛合金、淬火钢、高锰钢
金属加工液基础及应用和产品卖点
教材目录
一、前言………………………………………1
二、 金属切削加工液（切削液）……….……1 （一） 金属的切削加工 （二） 金属切削加工的分类 （三） 加工刀具 （四） 切削冷却液
三、 金属切削液分类…………………………3 （一） 切削液种类 （二） 分类标准
四、 不同类型切削液的区别…………………4 （一） 不同类型切削液的区别 （二） 水溶性切削液原液组成
MA 类：水溶性切削液 L—MAA 防锈乳化液（油 50—80%） L—MAB 防锈润滑乳化液，具有动植物脂肪或长链脂肪酸（如油酸）具有良好的润滑性。 L—MAC 极压乳化液，含有极压剂，攻螺纹，拉削等重载切削 L—MAD 极压乳化液，含有极压剂，攻螺纹，拉削等重载切削 L—MAE 微乳液（含油 10—30%），工作液乳化颗粒 0.1 微米以下 L—MAF 极压微乳液，含极压剂，可用于中重载切削加工 L—MAG 化学合成切削液两种 一种只含水溶性防锈剂的真溶液（如碳酸钠、亚钠、三乙醇胺）三水溶液，此类溶 液润滑性差，表面残留多，只适用于一般磨削。 另一种由表面活性剂、水溶性防锈剂、水溶性润滑剂，组成润湿性好，渗透力强， 冷却清洗性好，有一定润滑性。 L—MAH 极压化学合成切削液，加入水溶性极压添加剂，提高极压润滑性。 L—MAI 润滑脂及膏与水混合物。
三、金属切削液分类
（一）切削液种类：油基、水基（乳化液，微乳化液，合成液）
油基 切削液
植物油 动物油 矿物油
纯矿物油（机械油） 混合油（矿+动，植物油） 极压油（矿+EP 剂+动，植物油）
乳化油（液）
水基 （二）分类标准
微乳化液 合成液
金属加工润滑剂的分类 国际最具权威分类标准 ISO 6743/7—1986 共有 17 类品种，其中 8 类（MHA—MHH）非水溶性金属加 工液、9 类（MAA—MAI）为水溶性金属加工液。这些品种可适用于切削、研磨、电火花加工、变薄轧延、 挤压、拔丝、锻造和轧制等 44 种各种不同的加工工艺条件。 在我国等效采用 ISO 6743/7—1986 制定了国家标准 GB 7631.５—89《润滑剂有关产品（L 类）的分类 第 5 部分：M 组（金属加工）》 以润滑要求为主的产品是纯油类即 MH 类（还包括 MHG 脂 膏 蜡 MHH 皂 粉末 固体润滑剂或其 混合物） 以冷却要求为主是水溶液类 即 MA 类。其中：