切削液的作用

Ｆｅａｔｕ　ｒｅｓ　

在金属切削过程中，刀具与工件的相对运动非　

常复杂。由于对机加工过程和金属材料缺乏了解，造　

成切削液配方处置不当或技术服务不到位的情况并　

不少见。特约请金属加工油液领域的专家张二水教　

授对常见的金属切削过程及切削液的选用做了详细　

介绍，供相关人员参考。　

金属切削过程　

与切削液　

口张二水　

在较早期的资料与一些公司的产　

品说明书中，经常会给出一种所谓切　

削液的推荐选用表，主要是根据加工　

工艺过程（如车、钻、铰等）、工件材　

料及刀具材料３个参数来选用切削　

液。现在看来，这些推荐选用表是相　

当粗糙和不完善的，其中最典型也最　

详细的是日本工业标准ＪＩＳ　Ｋ２２４１—　

１９７０版中的附表。但在ＪＩＳ　Ｋ２２４１—　

１９８０年的修正版中，就删去了这种　

选用表，且在其后的历次修正版中都　

不再附有。　

在选用切削液时，要考虑的因　

素很多（例如对水质的适应性、对后　

续工序的影响等）。仅用上述３个参　

数是不能选择出合适的切削液品种　

的。尽管如此，加工工艺过程、工件　

材料和刀具材料仍是选择切削液的　

重要因素。　切屑及已加工表面的形成　

在金属切削过程中，刀具与工　

件之间多是三维的复杂运动。为简　

明起见，现以两维的切削过程（如　

刨、削）进行说明。加工表面的形成　

过程见图１。　图１中：　ＯＦＧ——前刀面；　

ｙ　——前角；　

Ｃ　——后刀面；　

——后角；　

厂口——刀尖钝圆半径。　

圈１

　加工褒葡的形成过程　维普资讯 当切削层以速度Ｖ向右运动时。　

便发生挤压与剪切变形，最终沿剪切　

面ＯＭ滑移成为切屑。然后切屑在前　

刀面ＯＦＧ上滑过。在切削过程中。主　

要的摩擦发生在前刀面与切屑之间，　

摩擦力的大小将影响剪切面的位置，　

即剪切角　的大小，而剪切角的大小　

将会影响切削深度ａ　与切屑厚度，　

的比值。由于有刀尖钝圆半径　的　

存在。在整个切削层厚度ａ中，将有　

△ａ无法沿ＯＭ线滑移，而是从刀刃　钝圆部分０点下面挤压过去。切削层　

切削液的指标检测

切削液的指标检测

切削液的指标检测是切削液维护的一个重要组成部分，以便及时发现使用中的问题，并适时作出调整。切削液常规的检测指标包括浓度、PH值、防锈性能、稳定性、微生物含量、电导率等内容。对一些维护管理工作较为规范，常规指标无明显劣变的集中供液系统，还可以对过滤性、杂质含量以及粘度等参数进行检测，以此来确定切削液的内在质量情况。

浓度：

浓度是在切削液使用过程中应首先关注的一个重要指标。切削液浓度过低会导致切削液润滑、防锈性能降低和细菌急剧增长，从而影响刀具的使用寿命、工件的加工精度和设备的工作效率；浓度过高，则可能引起加工过程中泡沫增加，并造成对操作者皮肤的刺激，从经济角度看也是一种浪费。

在使用过程中，受工件的表面携带、有效成分的不平衡消耗、水分蒸发等因素的影响，切削液的浓度会不断改变，因此需要对切削液的浓度进行定期监测，以便根据浓度变化及时地补加新液或补水，以维持切削液的有效工作状态。

目前，切削液浓度的检测方法有折光法、酸解破乳法、化学滴定法和仪器分析法等。

由于切削液在使用过程中受设备漏油的影响，酸解破乳法所计算出的浓度通常高于实际有效浓度。因此，对于切削液浓度的检测，需要根据切削液的组分特点和劣变程度来选择合适的检测方法，并综合多种方法确定在用液浓度。

PH值

PH值也是切削液的一项重要指标。切削液的PH值过高，可能会造成操作者皮肤过敏和有色金属腐蚀；PH值过低，则会影响切削液的防锈性能和抗菌性能。

切削液在使用过程中的PH值需维持在一定的范围内，通常为8.0~9.5。切削液PH值突然降低，通常是由于细菌大量滋生，导致切削液发生劣变，此时需要添加PH调节剂和杀菌剂等功能添加剂。

切削液只有具有良好的防锈性能，才能保证加工工件不发生锈蚀，同时也不腐蚀机床及刀具。切削液使用浓度偏低、细菌滋长、水质等因素都可能导致加工工件锈蚀。

目前，对切削液防锈性能的检测方法有铁屑滤纸法、单片以及叠片防锈等方法。

水基切削液与油基切削液的区别

油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比，润滑性能相对较差，冷却效果较好。慢速切削要求切削液的润滑性要强，一般来说，切削速度低于30m/min时使用切削油。含有极压添加剂的切削油，无论对任何材料的切削加工，当切削速度不超过60m/min时都是有效的。在高速切削时，由于发热量大，油基切削液的传热效果较差，会使切削区的温度过高，导致切削油产生烟雾、起火等现象，并且由于工件温度过高而产生热变形，影响工件加工精度，故多用水基切削液。

乳化液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来，同时具备较好的润滑冷却性，因而对于有大量热生成的高速低压力的金属切削加工很有效。与油基切削液相比，乳化液的优点在于有较大的散热性、清洗性，用水稀释使用而带来的经济性以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外，乳化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工。乳化液还可用于除螺纹磨削、沟槽磨削等复杂磨削外的所有磨削加工。乳化液的缺点是容易使细菌、霉菌繁殖，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质，所以一般都应加入毒性小的有机杀菌剂。

化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和极好的工件可见性，易于控制加工尺寸，其稳定性和抗腐败能力比乳化液强。合成切削液的缺点是在某些苛刻的条件下使用时，润滑性欠佳，这将引起机床活动部件的粘着和磨损，而且化学合成液留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动，还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。

一般在下列的情况下应选用水基切削液：1）对油基切削液潜在发生火灾危险的场所；2）高速和大进给量的切削，使切削区趋于高温，冒烟激烈，有火灾危险的场合；3）从前后工序的流程上考虑，要求使用水基切削液的场合；4）希望减轻由于油的飞溅及油雾的扩散而引起机床周围污染和肮脏，从而保持操作环境清洁的场合；5）从价格上考虑，对一些易加工材料及工件表面质量要求不高的切削加工，采用一般水基切削液已能满足使用要求，又可大幅度降低切削液成本的场合。

简述切削液的种类及作用

切削液是在机械加工中广泛使用的一种液体。它能够降低切削过程中的摩擦热量，并且在切削过程中起到冷却、润滑、清洗和防腐等作用。根据其成分和用途的不同，切削液可以分为多种类型。

1. 水溶性切削液

水溶性切削液是由水和溶剂混合而成的。主要成分通常包括水、添加剂、润滑剂和防锈剂等。水溶性切削液具有良好的冷却性能，能够有效降低切削区域的温度，减少刀具磨损。此外，水溶性切削液还具有良好的润滑性能，能够减少切削时的摩擦，提高切削质量和加工效率。但是，水溶性切削液的防锈性较差，容易导致刀具生锈，因此在使用时需要注意切削液的稳定性和防锈性。

2. 油基切削液

油基切削液主要由矿物油或合成油作为基础油，加入一定的添加剂而制成。油基切削液具有良好的润滑性能和防锈性能，能够有效降低切削过程中的摩擦和磨损，并且能够形成一层保护膜，防止刀具生锈。此外，油基切削液还具有较好的冷却性能，能够降低切削过程中的温度。然而，油基切削液的清洗性较差，容易在工件表面形成油膜，影响工件的后续处理和涂层。

3. 乳化切削液

乳化切削液是由水、矿物油和乳化剂等组成的乳液。乳化切削液既具有水溶性切削液的冷却性能和润滑性能，又具有油基切削液的防锈性能。乳化切削液能够形成稳定的乳化液，提高切削液的稳定性和防锈性，同时又具有较好的冷却性能和润滑性能。然而，乳化切削液的乳化性较差，容易发生乳化分离，需要定期添加乳化剂来维持乳化液的稳定性。

4. 高温合成切削液

高温合成切削液是一种新型的切削液，在高温条件下具有较好的稳定性和润滑性能。高温合成切削液采用合成基础油和特殊的添加剂配制而成，能够在高温和高速切削条件下保持较好的润滑性能，并且具有较好的冷却性能和防锈性能。高温合成切削液适用于高速切削和重切削的加工过程，能够提高加工效率和刀具寿命。

切削液是机械加工中不可或缺的一种液体。根据其成分和用途的不同，切削液可以分为水溶性切削液、油基切削液、乳化切削液和高温合成切削液等多种类型。不同类型的切削液具有不同的作用和优缺点，需要根据具体的加工要求选择合适的切削液。切削液的正确选择和使用能够提高加工质量和效率，并且延长刀具的使用寿命。因此，在机械加工中，合理使用切削液是非常重要的。