切削液不得不知的基本知识

切削液不得不知的基本知识

金属加工液

在金属加工过程中，为了降低切削时的切削力，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，提高刀具耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度，达到最佳的经济效果，通常使用金属加工液。

金属加工液在金属加工过程中具有润滑、冷却、清洗、防锈等作用;其中核心作用是:一方面通过冷却作用降低加工过程中的变形热，另一方面通过润滑作用来减少金属加工过程中的磨擦热，从而来提高金属加工质量，延长刀具的使用寿命等。

1、冷却性能：冷却作用是通过乳化液和因切削而发热的刀具、切屑和工件间的对流和汽化作用把切屑热从固体（刀具、工件）处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度提高加工精度和刀具耐用度。

2、润滑性能：润滑作用就是其减少前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦形成部分润滑膜的作用，以防止刀具与切屑或工件间的粘着，所以良好

的润滑可以减少功能消耗、刀具磨损和良好的表面光洁度。

3、清洗性能：在金属加工过程中，切屑、铁粉、磨屑、油污、沙粒等常常粘附在工件、刀具或砂轮表面及缝隙中，同时沾污机床和工件，不易清洗，使刀具或砂轮切屑刃口变钝，影响切削效果。所以要求乳化液有良好的清洗作用。乳化液的清洗性能就是指乳化液防止这些细颗粒粘结和利用液流的机械冲洗作用将其冲走的能力。

4、防锈性能：在金属加工过程中，工件要与环境介质如水、氧、硫、二氧化硫、二氧化碳、硫化氢、氯离子、游离酸碱和乳化液分解或氧化变质所产生的油泥等腐蚀性介质接触而受到腐蚀，机床部件与乳化液接触的部分会产生腐蚀。因此要求乳化液有一定的防锈能力。

金属加工液除了应具有良好的冷却性、润滑性、清洗性、防锈性外，还应具有防腐蚀性、抗菌性、防垢性、抗泡性、热稳定性、无毒、无害、无刺激性气味、不污染环境、使用方便等条件。

金属加工液可分为纯油性切削液和水溶性切削

液两种。金属加工液应具有如下作用：

1、改善加工表面，提高表面光洁度；

2、提高加工件尺寸的精密度；

3、延长切削工具的寿命；

4、随时排除切削屑末，洗净加工面；

5、防止加工件腐蚀或生锈；

6、提高切削加工效率；

7、随时冷却加工件表面和加工刀具。

因而要求金属加工液必须具备如下性能：

⑴要求有良好的边界润滑性能，而需由极好的极压性；

⑵防止切削刀具和加工金属表面熔接的性能；

⑶良好的热传导性能和耐热性能；

⑷良好的防腐蚀性能和防锈性能；

除此之外，对于纯油性切削液还要求具有：

①在一定的长的时间内不腐蚀金属，不氧化变质，不变色；

②使用中不产生烟雾，不变质，不发臭并无不良气味；

③抗胶质，抗结焦积碳，并不发生沉淀物；

④对加工部件不发生不良作用等。

对于水溶性切削液还要求：

①在硬水条件下，不得分层或分离，如用300～700ppm的硬水或冷水时，都应能很好地乳化；

②良好的抗腐败性，抗细菌性，并不发生臭味；

③良好的抗泡沫性；

④和切削的迅速分离性；

⑤不沉积在加工工具上，也不得侵蚀工具等。

如何选择好的添加剂，并能保证金属加工液所应具有的性能是加工液生产厂商的核心

纯油性切削液主要由基础油、加工性能添加剂、性能增强剂等组成，纯油性切削液具有良好的润滑性能，适合对润滑性要求高，重负荷、低速大进给的切削，切削余量高的加工，表面精度要求高，水对刀具或零件有不良影响的场合以及难加工材料等。其中加工性能添加剂目前普遍使用的如：酯类（醚类）、氯、磷、硫、固体类添加剂为主，性能增强剂包括：抗氧剂、抗油雾剂、防锈/防蚀剂、抗泡剂、着色剂/颜料、香味剂等。

油性油选择原则：

1、黏度：

由于不同的加工应用需要不同的黏度，以满足不同的冷却、润滑要求，所以纯油性切削液在生产过程中，黏度的选择优为重要，可根据不同的加工工艺生产出与之相适合的油性切削液，以满足不同的金属加工要求。以下列举了几种金属加工工艺所需的黏度范围：

▲珩磨：3—6cST

▲深孔钻：10—18cST

▲拉削（立式）：12—18cST

▲切削: 20—35cST

▲齿轮加工：30—35cST

2、加工特性：

油基切削液的润滑性能好，冷却性能较差，水基切削液则相反，但其成本低，操作环境安全、干净，没有油雾和着火的危险；近年来微乳化型切削液发展很快，随着高性能水基切削液新产品的不断开发，其使用范围逐渐扩大，开始出现油基向水基过渡的趋势，可以预料它将是未来切削液的主导品种。

乳化剂

水基切削液包括乳化切削液、微乳化切削液和合成切削液，大都主要用在高速切削上。水基切削液主要由:矿物油、乳化剂、助溶剂、防锈剂、抗磨添加剂、极压添加剂、消泡剂、防腐杀菌剂、水等组成。

其中矿物油一般选择环烷基基础油，此类矿物油具有易乳化，与添加剂兼容性好，像回收环烷基变压器油，黏度在10CST左右；此外，也有用重烷基苯类或合成油。重点考虑的是作为分散体或助溶剂使用，润滑作用在其次。

水性油乳化剂目前国内外切削液生产厂商普遍使用的主要有以下几种：

1. 烷基酚聚氧乙烯醚：如NP、OP系列

2. 脂肪醇聚氧乙烯醚：如MOA、FAE系列

3. 山梨糖醇聚氧乙烯醚；如：SPAN，TWEEN 系列

4. 脂肪酸酰胺，脂肪酸盐：如T704、妥尔油盐、蓖麻油盐系列

5. 磺酸盐：如T701、T702，土耳其红油系列

乳化剂属于表面活性剂类物质，但并非表面活性剂就可以用于切削液中作为乳化剂使用，只有那些对

乳化液体系起着有效的稳定作用、同时又不影响乳化体系其它组分的表面活性剂，才适合作切削液生产的乳化剂。

水基切削液的组成之一——表面活性剂（即乳化剂），能降低切削液界面张力，使其扩散、渗透能力强，提高切削液润滑防锈能力。如何选择合适的表面活性剂是研制工作的关键之一。表面活性剂分子具有双亲结构，一端亲油，一端亲水。不同类型的表面活性剂主要区别是其极性基团，分别有阳离子型，阴离子型，两性型与非离子型。选择单一的表面活性剂要注意它们的协同效应以及其它添加剂的互溶性、经济性和低泡性。阴离子表面活性剂价廉，易制，它的极性基团带负电，易与切削过程中的金属表面形成吸附膜，是一种良好的油性剂，能起润滑、防锈作用。非离子表面活性剂不怕硬水，耐酸碱，具有清洗能力，且稳定。两者以一定比例复配可增强效应，表面活性剂如何选择方法之一——HLB值法。

通常在选择好表面活性剂后，通过HLB值确定各种表面活性剂的配比后，按此调成的切削液往往还是有点混浊或放置一段时间后分层或变混浊等，此时一般在金属加工液中往往需要添加一些长链脂肪醇、醚类等助乳化剂，通过助乳化剂来调节切削液的HLB