[超实用] 判断切削液性能和质量差异的简单方法

技术讲座切削液应用技术第11讲：切削液的加工性能评价刘镇昌济南库伦特科技有限公司济南250101摘要：介绍了评价切削液加工性能的实机切削试验方法、模拟切削试验方法及切削液加工性能的综合评价方法。

关键词：切削液，性能评价，加工性能，综合评价切削加工的种类很多，加工对象和加工工具的材质、性状等往往又各不相同，与之相适应的切削液自然也当各具特色，导致切削液产品种类繁多。

如何科学地、恰当地评价和选择切削液就是个不可回避的现实问题。

另一方面，从切削液的研究、生产角度来看，需要对切削液不断地进行改进、创新。

在这两方面都需要解决好切削液的性能评价问题。

切削液的性能可分为加工性能、理化性能、环卫性能三个大的方面【1，2】。

切削液的加工性能系指切削液在切削过程中所能表现出来的效能，它直接与切削加工效果有关。

这些效果包括加工质量、加工效率、刀具损耗、切屑处理等几个主要方面，其中加工质量包括加工精度和已加工表面完整性（表面粗糙度、表面变质层、残留应力），并综合体现在工序成本中。

评价切削液加工性能的试验室方法目前尚不成熟，仍不得不依靠实际的切削试验。

通过切削试验获取切削过程的各种输出信息，并进行处理。

最后，根据这些被处理过的信息，按一定的数学模型去进行性能评价。

1评价切削液加工性能的实机切削试验方法所谓实机切削试验，就是直接在生产线或加工机床上进行切削试验，检测切削结果数据，按照一定的评价模型对受试切削液的加工性能做出评价。

实机切削试验可以归纳为三种方式：工序节拍方式、参数调整方式、综合优化方式。

1.1 工序节拍方式（1）试验方法所谓工序节拍方式，是指使用受试切削液，按照原有工艺的参数、步骤和节拍在生产线或加工机床上对零件进行切削加工，检测某些加工结果数据，对受试切削液做出性能评价。

采用工序节拍方式时，除切削液外，其余工艺条件保持不变。

因此，试验方法简单，换上受试切削液，一切按照原有工艺规程进行切削加工即可。

（2）评价指标由于工件、机床、刀具、切削用量等切削输入参数与原有加工方式相同，切削输出结果中加工效率基本上没有变化，可选用的评价指标是刀具寿命和加工质量。

水性切削液的基本检测方法
切削液常规的检测指标包括浓度、PH值、消泡性、防锈性能等内容。

]浓度是在切削液使用过程中应首先关注的一个重要指标。

在检测过程中，实验室通过折光法对切削液的浓缩液和5%稀释液的浓度进行快捷、有效的检测和控制。

因为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, 并可能对操作者皮肤造成刺激。

2.PH 值
因为切削液的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。

所以PH
值也是切削液的一项重要指标。

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8.0〜10.0。

3.消泡性能切削液在循环使用过程中会产生大量泡沫。

泡沫的产生会导致切削液冷却性能下降，加工碎屑的沉降能力变差，所以对每一批的切削液的消泡时间必须在60S以内。

4.防锈性能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，实验室中对切削液防锈性能的检测方法有铁屑滤纸法等方法。

切削液性能的评定方法过去对切削液润滑性能的评定，一般采用四球机测定最大无卡咬负荷（PB 值）。

近年来已逐渐采用切削机床进行切削试验来评定切削液的使用性能。

这种方法是在工件、刀具、切削条件、供液法等全部保持在相同的条件下，仅改变切削液，根据不同的切削液所测定的刀具寿命、加工试件表面粗糙度、尺寸精度、切削力、攻螺纹扭矩等切削特征值来判断切削液的优劣。

评定切削液的条件和主要参数1)加工方法（车削、铣削、钻削、攻螺纹）。

2)工件（材料、硬度、热处理状态、形状）。

3)刀具（种类、材料、形状、表面处理、生产厂）。

4)机床（制造厂商、种类、型号、刚度）。

5)同剂条件（切削速度、进给量、切削深度）。

6)供液方式及供液量。

7)切润液（种类、稀释率）评定切削液性能的项目1)刀具寿命（刀具磨损量、加工零件数）。

2)加工试件表面粗糙度。

3)精度（尺寸精度、圆度、圆柱度、扩大量等）。

4)切削力、攻螺纹扭矩、5)切削温度。

6）其他（刀－屑接触长度、切屑厚度等）。

评定磨削液的条件和参数1)加工方法（平面磨床、外圆磨床、内圆磨床）2)适用机床（制造厂商、磨料种类、粒度、硬度、组织、结合剂、形状及尺寸）。

3)工件（材料、硬度、热处理状态、形状）4)砂轮（制造厂商、磨料种类、粒度、硬度、组织、结合剂、形状及尺寸）。

5)磨削条件（磨削速度、进给量、磨削深度）。

6)修整条件（修整器种类、修整速度、修整深度、修整进给量、修整数）。

7)供液方式及供液量。

8)磨削液（种类、稀释倍数）。

评定磨削液性能的项目1)砂轮寿命（砂轮磨损量、砂轮的磨损状态等）。

2)磨削力。

3)试件表面粗糙度及尺寸精度。

4)工件表面状态（磨削烧伤、磨削裂纹、加工变质层、残余应力）。

5)磨削温度。

6)磨削比。

磨削比的计算如下：磨削比＝工件磨除量／砂轮磨损量砂轮磨损量＝砂轮半径减少量x砂轮直径xπx工件宽度工件磨除量＝（磨前工件高度－磨后工件高度）x 工件长度x工件宽度。

切削油质量检测润滑油是机械运转的命脉，而润滑油添加剂是提高润滑油性能的关键。

这一点，在金属加工油领域尤为明显，极压抗磨添加剂的加入，使得润滑油具备优良的抗磨性能，不仅可以进行完善的加工工艺，还可以减少摩擦和磨损，从而提高加工效率，延长机械寿命，对企业具有重要意义。

一直以来，对于极压抗磨添加剂的选择、金属加工油质量的评定，业内都没有一套行之有效的检测方法，经过多年积累，由数万组的四球数据统计、大量的金属加工问题解决方案中分析总结，在金属加工油业内率先提出的“线性理论”。

---简而言之，通过四球机对极压剂或金属加工油进行多点测试，分析其在“物理润滑→化学润滑”过渡或关键作用区间的工作状态是否平稳、及时、有效。

若要生产一款高质量的金属加工油，首先要选对极压抗磨添加剂，添加剂选对了，成功率至少达到50%了，向后只是调整添加量大小的问题了。

目前，常用的极压抗磨添加剂主要有：---硫系极压剂：在金属加工油行业，占主导地位，其生产技术和应用技术水准的高低贯穿整个行业（下文将对硫化添加剂的选择和评定进行详细讲解）；---磷系极压剂：由于环保要求及其使用效果的局限性，越来越少被用到；---氯系极压剂：鉴于环保要求的日益严格，必须采用长链的，而且只能作为辅剂使用；---有机金属盐极压剂：特殊的物理结构，很少被用到金属加工油领域。

在摩擦化学反应中，硫化物生成硫化金属、磷化物生成磷化金属、氯化物生成氯化金属，在各自的熔点范围内产生重要的润滑效果。

本文以硫化极压抗磨添加剂为例进行说明。

一、硫化极压抗磨添加剂的分类及作用机理1.分类：继人们把硫溶解在矿物油中这种简单的硫化添加剂形成之后，又逐渐发展出了几类产品。

我们在此简单介绍：1)硫化烯烃类：即活性硫，经过大量的四球数据测试及实际应用显示，其存在意义远大于使用意义；2)硫化脂肪类：天然脂肪具有很好的润滑性，硫化后粘度增大，纤维结构由线状变为网状，抗磨性显著提高；常见的有传统硫化工艺生产的深色硫化棉籽油（T404、T405、T405A）、现代工艺生产的浅色低味硫化猪油；3）硫化脂肪酸酯类：多采用现代工艺硫化，把天然油脂酯化后，油溶性得以保留，硫含量得到提高后，极压抗磨性均有提高，具有非常好的应用前景。

金属切削液的各种检测金属切削液是在金属切削加工过程中用于冷却、润滑和清洁的液体。

它在现代金属加工中起着非常重要的作用，可以有效降低摩擦和磨损，提高切削效率和切削质量。

然而，由于使用时间的延长和切削液的老化，切削液中会积累大量的废弃物和污染物，严重影响其性能和使用寿命。

因此，对切削液进行各种检测是非常必要的。

首先，需要对切削液的化学成分进行分析和检测。

切削液中的化学成分直接影响其性能和稳定性。

常见的化学成分检测包括pH值、浓度、粘度、酸碱度等。

pH值的测试可以判断切削液的酸碱性，一般要求在适当的范围内，否则会导致金属腐蚀和切削液性能下降。

浓度测试可以确定液体中的杂质和溶质的含量，以及添加剂的浓度是否合适。

粘度测试可以判断切削液的流动性，影响切削液在切削过程中的传导和润滑效果。

酸碱度测试可以检测切削液中是否含有酸碱物质，以及判断切削液是否需要进行调整和处理。

其次，需要对切削液的清洁度进行检测。

切削液经长时间使用会积累大量的废弃物和污染物，影响切削液的使用寿命和效果。

常见的清洁度检测包括颗粒物的含量、沉淀物的含量、悬浮物的含量等。

颗粒物的含量可以通过颗粒计数器进行测试，判断切削液中的固体颗粒是否超出标准。

沉淀物的含量可以通过沉淀静置法进行测试，判断切削液中的杂质和沉淀物的量是否超出标准。

悬浮物的含量可以通过过滤法进行测试，判断切削液中的悬浮物是否超出标准。

第三，需要对切削液的细菌和霉菌进行检测。

由于切削液在使用过程中会暴露在空气中，容易受到细菌和霉菌的污染。

细菌和霉菌的存在会导致切削液发生变质和污染，产生恶臭和有害气味。

常见的细菌和霉菌检测方法包括菌落计数法和PCR法。

菌落计数法可以通过培养基和培养条件，判断切削液中的细菌和霉菌的种类和数量。

PCR法可以通过检测DNA序列，判断切削液中是否存在细菌和霉菌。

最后，需要对切削液的氧化和变质进行检测。

切削液的氧化和变质会导致切削液的性能下降，使切削液失去原有的冷却和润滑效果。

切削加工过程中切削液的加工性能研究摘要：切削液的加工性能是指切削液在切削加工过程中所表现出来的效能，它与切削加工效果直接相关。

这些效果包括加工质量、机床功率消耗、加工效率、切屑处理等几个方面。

本文对切削加工过程中切削液的加工性能进行研究。

摘要：切削加工；切削液；加工性能切削液的应用领域非常广泛，可以说，凡是有机械加工的地方都或多或少的使用切削液。

随着电子技术的高速发展，切削液已不再局限于金属材料的加工，如电视机的显像管、计算机的显示器等主要设备的生产、半导体单晶体工件切割等都需要切削液。

1.切削液的性能与作用1.1切削液的第一性能人们使用切削液的主要口的是希望起到润滑、冷却、清洗三方面作用。

一般称之为切削液的第一性能。

A.切削液的润滑作用切削液的润滑作用是指其减少前刀面与切屑、后刀面与已加工表面的摩擦，以防止刀具与切屑、工件间的粘着，所以良好的润滑可以减少功率消耗、刀具磨损和获得良好的表而光洁度。

B.冷却作用在切削过程中产生的热量使工件、刀具温度升高。

过高的温度可降低刀具的强度和硬度而使刀具寿命缩短，而且因热变形会影响工件的尺寸精度，同时也给工件的及时检测及拆卸带来不便，因此切削加工时必须进行有效的冷却。

切削液通过减小摩擦和带走热量可以有效地降低切削温度。

因切削过程的热量主要是塑性变形产生的，故降低温度主要靠冷却，不是靠减少摩擦。

切削液的冷却性能与其导热系数、比热、汽化潜热、粘度等因素有关。

水的比热较油约大一倍，汽化温度低，汽化潜热大，粘度小，因此其冷却性能比油好。

对油基切削液来说，粘度越小其流动性也越好，越容易将热量带走，所以冷却效果也越好。

C.清洗作用金属加工产生的细小切屑、粉末等会互相粘结或附着在机床、刀具(砂轮)、工件上。

清洗性能就是指切削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。

清洗性能与切削液的渗透性和粘度有密切关系，为了提高切削液的清洗性经常采用粘度较小的油或向水基切削液中加入较多的表面活性剂。

切削液参数-回复切削液参数（Cutting Fluid Parameters）在机械加工过程中发挥着重要的作用，它们可以帮助加工过程更加顺利，提高加工质量和工作效率。

本文将对切削液参数进行详细阐述，并逐步回答涉及的问题。

一、什么是切削液参数？切削液参数是指影响切削液性能和效果的各项指标和要求，包括切削液的基本性质、物理性质和化学性质等。

切削液参数的设定是为了满足不同加工需求和材料特性，并确保切削液能够发挥最佳的冷却、润滑和抗腐蚀作用。

二、切削液参数的分类切削液参数可以分为四大类，包括基础参数、物理性能参数、化学性能参数和环境参数。

1. 基础参数：包括切削液的种类、品牌、厂家、生产日期、有效期等基本信息。

2. 物理性能参数：包括切削液的外观、颜色、气味、比重、粘度、流动性等。

3. 化学性能参数：包括切削液的腐蚀性、抗菌性、乳化性、分解性等化学特性。

4. 环境参数：包括切削液的环境适应性、对操作人员和环境的影响等。

三、切削液参数的选择与设置切削液参数的选择与设置需要根据具体的切削过程和材料特性进行综合考虑。

以下是一些常见的切削液参数选择与设置的要点：1. 切削液的种类：根据加工材料的不同，可以选择适合的切削液种类，如水溶性切削液、溶剂型切削液、涂料型切削液等。

2. 切削液的浓度：切削液的浓度直接影响切削液的冷却和润滑效果。

一般来说，浓度过低会导致切削液性能不足，浓度过高会增加加工成本和处理难度。

3. 切削液的pH值：切削液的pH值对切削液的抗腐蚀性能和润滑效果有重要影响。

一般来说，切削液的pH值应在合理范围内，避免过酸或过碱。

4. 切削液的稳定性：切削液稳定性是指切削液在加工过程中的稳定性能。

液面变化、沉淀、乳化分解等问题都可能会影响加工质量和切削液的使用寿命。

四、切削液参数的优化与控制为了保证切削液参数的合理选择和设置，需要进行切削液参数的优化与控制。

以下是一些常用的方法和技巧：1. 切削液参数的测试与调整：通过对切削液参数的测试与调整，可以判断切削液的性能和效果，从而针对具体的切削需求进行参数的优化和控制。

数控机床切削液的质量检测与评估方法数控机床切削液是一种在数控机床切削过程中使用的润滑冷却剂，对于保证加工质量、提高生产效率和延长工具寿命起着重要作用。

因此，对数控机床切削液的质量进行检测和评估是非常必要的。

一、数控机床切削液的质量检测方法1. 外观检测：通过观察切削液的颜色、透明度、杂质等来判断其是否正常。

正常的切削液通常是透明或浑浊的，颜色一般为淡黄色或淡绿色。

2. pH值检测：pH值是衡量切削液酸碱性的指标之一，一般应保持在7-9之间，低于7表示偏酸，高于9表示偏碱。

使用酸碱度试纸或专用pH仪来进行检测。

3. 稀释倍数检测：切削液的稀释倍数是指切削液与水的混合比例。

通过测定五倍、十倍和二十倍稀释后的切削液的透明度、加湿性和表面张力来评估其质量。

4. 粘度检测：切削液的粘度是指其流动性的大小，要求切削液具有适中的粘度，既能够有效冷却切削区域，又能够快速排出切削热。

可以使用粘度计进行测定。

5. 悬浮液性能检测：切削液中的悬浮液包括金属屑、油脂、胶体等。

通过采用离心分离或过滤的方法，将切削液中的悬浮液分离出来，经过称量和比较后评估其质量。

6. 电导率检测：切削液的电导率是指其导电性能，是判断切削液中腐蚀性离子和杂质浓度的重要指标之一。

使用电导仪来进行测定，一般要求电导率在2.5mS/cm以下。

二、数控机床切削液的质量评估方法1. 冷却性能评估：切削液的冷却性能是切削过程中重要的性能指标之一。

可通过测定加工过程中的切削液温度、工件表面温度和刀具温度来评估其冷却性能。

2. 润滑性能评估：切削液的润滑性能对机床切削过程中的摩擦和磨损起着重要作用。

可以通过测定摩擦系数和刀具磨损量来评估其润滑性能。

3. 抗菌性能评估：切削液中的细菌和真菌对切削液的质量和稳定性有一定的影响。

通过采用平皿计数法或培养法来评估切削液中的微生物数量，了解切削液的抗菌性能。

4. 稳定性评估：切削液的稳定性是指在切削过程中，切削液能够稳定地提供冷却和润滑功能。

机械加工切削液的性能研究随着制造技术的不断进步，机械加工工艺的效率和精度要求也不断提高。

机械加工切削液作为一种重要的辅助工具，对于提高机械加工的效率和质量起着至关重要的作用。

因此，研究切削液的性能并寻求最佳配方是当前机械加工领域的热点之一。

1. 切削液的基本性能切削液的基本性能包括润滑性、冷却性和防锈性。

润滑性是切削液能否有效减少刀具与工件之间的摩擦和磨损；冷却性是切削液能否有效抽取和带走切削热量，保持切削过程中的适宜温度；防锈性是切削液能否起到对金属工件的保护作用，避免生锈和腐蚀。

2. 切削液配方的优化切削液的配方是影响切削液性能的关键因素。

目前，常用的切削液主要由基础油、添加剂和助剂组成。

基础油的选择决定了切削液的润滑性和冷却性，常用的基础油有矿物油、合成油和植物油等。

添加剂和助剂的选择则会直接影响切削液的性能。

添加剂包括抗菌剂、乳化剂、液压油抗氧剂等，它们可以赋予切削液防锈性、抗菌性等特性。

3. 切削液的性能评价方法评价切削液性能的方法有很多种，常用的有切削液稳定性评价、摩擦学性能评价、尺寸测量和表面质量评价等。

切削液稳定性评价可以通过测量切削液的PH值、粘度、含水量等指标来判断切削液的稳定性，从而保证切削液在使用过程中不会发生不可逆的变化。

摩擦学性能评价可以通过刀具磨损试验、摩擦系数测试等方法来评估切削液的润滑性能。

尺寸测量和表面质量评价可以通过测量工件尺寸偏差和表面粗糙度来判断切削液对加工工件的影响。

4. 切削液的优化应用和发展趋势随着机械加工技术的不断发展，对切削液的要求也在不断提高。

优化应用切削液可以提高切削效率、延长刀具寿命，减少机械加工过程中的磨损和能耗。

未来，随着环保要求的提高，切削液的绿色化和可再生性将成为发展的重点。

研发环保型的切削液，例如水基切削液和微量切削液已成为研究的热点。

总结：机械加工切削液的性能研究是一个综合性课题，涉及材料学、化学、机械学等多个学科的知识。

优化切削液配方和研究切削液的性能对于提高机械加工的效率和质量具有重要意义。

在机械加工中，工厂里面常见到的切削液有：水溶性切削液、极压乳化液、普通乳化液、植物油、矿物油、动物油、极压切削油等等。

在这众多的切削液中，又以水溶性切削液的冷却效果为最好，而润滑效果最好的却是极压切削液。

上面介绍的切削液种类非常多，它们之间的性能差异也很大，因而如何选择最合适的切削液应用于加工对于从业人员来说是一个难以选择的事情。

下面小编就从产品材料、刀具材料、以及加工工艺等诸多方面来简单说说如何选择最合适的切削液。

1.根据产品材料选用合适切削液在切削加工难切削材料的时候，要根据加工产品的性能和切削特点以及加工阶段，因地制宜选择最合适的切削液，以此解决难切削材料的切削加工性，从而达到所需要加工目的。

简单而言：对于脆性金属材料，例如铸铁，铸铝等，为了防止切削废屑堵住冷却管或者粘在机床上清楚困难，通常在加工时都不使用切削液。

但是在精加工的时候，是可以使用切削液的，而选择的切削液应该选用润滑好、粘度小的煤油或者是7-10%的乳化液。

对于一般的钢件材料，选用乳化液应用在粗加工时，而硫化乳化液则应用在精加工的时候。

对于铜合金或有色金属，可使用一般乳化液或者是切削油，不选用含硫切削液，防止工件被腐蚀。

对于镁合金材料，所有切削液都不能使用。

对于极难切削金属材料，例如耐热钢、不锈钢等材料时，由于其自身的机械性质导致切削热量难以导出，且不易切削，因而需要选用10%-15%的极压型切削油、乳化液。

2根据刀具的材料选用工具钢刀具：这种材料的刀具耐热温度较低，普遍在200~300℃之间，只能切削一般材料。

由于它的耐热性较差，因此要求冷却液的冷却效果要好，通常选用乳化液最为适宜。

高速钢刀具：此种材料的刀具耐热度比工具钢明显要高，它的最高耐热温度达到了600℃，因此对于这种材料的刀具在选用切削液的时候，可以分为两个标准来选择，一是在中低速切削的时候，可以采用乳化液或者是油基切削液。

二是在高速切削的时候，选用水基切削液最为合适。