金属切削中切削液的选择和应用

金属切削中切削液的选择和应用

提要：在金属切削过程中，合理选用切削液，可以改善金属切削过程中的磨损情况，减少刀具和切屑的粘结，抑制积屑瘤和鳞刺的生长，减少切削力，提高刀具耐用度和生产率。切削液的使用效果除取决于切削液的性能外，还与刀具材料，加工要求，工件材料，加工方法等因素有关，应综合考虑，合理选用。

关键词：金属切削；切削液；选择；应用

1.切削液的种类

金属切削加工中最常用的切削液可分为水溶液、切削油、极压切削油和乳化液。

水溶液的主要成分是水，冷却性能好。但水易使金属生锈，润滑性也差，故使用时常加入适量的防锈添加剂（如亚硝酸钠、磷酸三钠等），使其既保持冷却性能，又有良好的防锈性能和一定的润滑性能；切削油的主要成分是矿物油，特殊情况下也可采用动、植物油或复合油，切削油润滑性能好，但冷却性能差，常用于精加工；极压切削油是在矿物油中添加氯、硫、磷等添加剂配制而成，它在高温下不破坏润滑膜，具有良好的润滑效果；乳化液是用95%～98%的水和矿物油、乳化剂和添加剂配制而成，呈乳白色，具有良好的冷却性能，因含水量大，润滑、防锈性能较差，常加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂，配制成挤压乳化液或防锈乳化液。

2.切削液的选用

2.1根据刀具材料、加工要求选用切削液

高速钢刀具耐热性差，粗加工时，切削用量大，所产生的切削热多，容易导致刀具磨损，应选择以冷却为主的切削液。硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应持续充分地浇注，不易断续浇注，以免处于高温状态的硬质合金刀片在突然遇到切削液时，产生较大的内应力而出现裂纹。

2.2根据工件材料选用切削液

加工钢等塑性材料时，需用切削液；而加工铸铁等脆性材料时，一般则不用切削液，原因是切削液作用不明显；对于高强度钢，高温合金等，加工时均处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极压乳化液；对于铜，铝及铝合金，为了得到较好的表面质量和精度，可采用10%～20%乳化液，煤油或煤油和矿物液的混合液；切削铜时，不宜采用含硫的切削液，因为硫会腐蚀铜。

2.3根据加工性质选用切削液

钻孔、攻丝、绞孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，导向部、矫正部与已加工表面的摩擦严重，对硬度高，强度大，韧性大，冷作硬化趋势严重的难切削材料尤为突出，宜采用乳化液、极压乳化液和极压切削液；成形刀具、齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，应采用润滑性好的极压切削液或高浓度极压切削液；磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好的冷却性和清洗性能，常用半透明的水溶液或普通乳化液；磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液或极压乳化液。

3.切削液的应用

3.1.1切削液的冷却、润滑作用

切削液能够降低切削温度，从而可以提高刀具耐用度和加工质量。切削液渗入到切削、刀具、工件的接触表面内，粘附在金属表面上形成润滑膜从而减少它们之间的摩擦系数、减轻粘结现象，抑制积屑瘤，可以提高刀具耐用度，改善表面加工质量。

3.1.2切削液的清洗、防锈作用

在切削工件材料过程中，有时会产生一些细小的切屑（如切削铸铁）或磨料的细粉（如磨削）。为了防止碎屑或磨粉粘附在工件、刀具和机床上，影响已加工表面质量，降低刀具耐用度和机床精度，要求切削液具有良好的清洗作用。为了增强切削液的渗透性和流动性，往往加入大剂量的表面活性剂和少量矿物油，用大的稀释比（水占95%～98%）制成乳化液，可以大大提高清洗效果。为了提高切削液的冲洗能力，及时冲走碎屑及磨粉，在使用中往往给与一定的压力，并保持足够的流量。为了减少工件、机床、刀具受周围介质（空气、水分等）的腐蚀，要求切削液具有一定的防锈作用。防锈作用的好坏，取决于切削液的性能和加入的防锈添加剂。

3.2切削液的使用

要正确合理地选用和使用切削液，才能是切削液充分地发挥作用。切削液的使用方法很多，常见的方法主要有：（1）浇注法，这种使用方法最简单，具体使用时，应使切削液尽可能地浇注在切削区域内。缺点是流量慢、压力低、难以渗透到刀具最高温处，效果较差。（2）高压冷却法，在加工深孔时，使用工作压力约为1～10MPa，流量约为50～150L/min的高压切削液，将碎断的切屑冲离切削区随液流带出孔外，同时起到冷却、润滑作用。（3）喷雾冷却法，是以压力为0.3～0.6MPA压缩空气，借助喷雾装置使切削液雾化，且以很高的速度喷向高温的切削区。切削液经雾化后，其微小的液滴，能够渗入到切屑、工件与刀具之间，在遇到灼热表面时，液滴很快汽化，能够有效地降低切削温度。喷雾冷却的优点是能够降低整个切削区的温度，同时工作场地也比较清洁。