切削油選用分析

切削油的選用原則必須滿足切削性能和使用性能的要求，即應具備良好的潤滑、冷卻、防銹和清洗性能，在加工過程中能滿足工藝要求，減少刀具損耗，降低加工表面粗糙度，降低功率消耗，提高生產(chǎn)效率。同時應考慮使用的安定性。因此切削液的選用應遵循以下原則：

1、切削液應無刺激性氣味，不含對人體有害添加劑，確保使用者的安全。

2、切削液應滿足設備潤滑、防護管理的要求，即切削液應不腐蝕機床的金屬部件，不損傷機床密封件和油漆，不會在機床導軌上殘留硬的膠狀沉淀物，確保使用設備的安全和正常工作。

3、切削液應滿足工件工序間的防銹要求，不銹蝕工件。加工銅合金時，不應選用含硫的切削液。加工鋁合金時，應選用PH值為中性的切削液。

4、切削液應具有優(yōu)良的潤滑性和清洗性能。選擇最大無卡咬負荷值高、表面張力小的切削液，并經(jīng)切削液試驗評定。

5、切削液應具有較長的使用壽命，這對加工中心尤為重要。

6、切削液應盡量適應多種加工方式和多種工件材料。

7、切削液應低污染，并有廢液處理方法。

8、切削液應價格便宜，配制方便。

適用于鑄鐵、合金鋼、碳鋼、不銹鋼、高鎳鋼、耐熱鋼、模具鋼等金屬制品的切削加工、高速切削及重負荷切削加工。包括車、銑、鏜、高速攻絲、鉆孔、鉸牙、拉削、滾齒等多種切削加工。一種特種潤滑油，由低粘度潤滑油基礎油加入部分動植物油脂及抗氧劑、抗磨劑、防銹劑等經(jīng)調(diào)合制得。有油型和水型兩種。后者含水80%～95%，具有乳化能力，一般稱切削液。切削油在金屬切削加工過程中用于潤滑和冷卻加工工具和部件。

切削油功能

在金屬切削加工中，切削每次都在新生面上進行，速度變化每分鐘數(shù)毫米至數(shù)百米，壓力高達2～3GPa。切削時除外摩擦外,還有刀具與切入金屬內(nèi)部的分子內(nèi)摩擦，切削區(qū)界面溫度可達600～800℃。這樣的高溫高壓會使刀具的強度和硬度降低，因此切削油必須兼具冷卻、潤滑、清洗和防銹四個作用。

切削油冷卻

表現(xiàn)在降低刀尖溫度、抑制被切削材料和刀具的熱膨脹，以提高操作性能和加工精度。水的熱導率和比熱容均比油大，粘度也比油小，故乳化液的冷卻性能遠比油好。

切削油潤滑

減少前刀面與屑、后刀面與加工表面的摩擦，防止發(fā)生粘著、積瘤、鱗刺或冷焊，以減少功率消耗和刀具磨損，并得到較好的表面光潔度。

切削油防銹

為防止大氣中的水和氧氣對新加工表面的銹蝕，在切削油中要加入防銹劑，提高切削油的防銹性能，以滿足工件在加工過程中短期防護之需。

切削油清洗

利用液流沖去細小的切屑和粉末，防止粘結，以保證刀具和工件連續(xù)加工。在磨加工中，清洗性差的切削油會導致堵塞砂輪，使磨削區(qū)溫度升高和燒壞工件。使用低粘度油和加入表面活性劑能提高切削的清洗性。

除上述性能外，切削液還應具有乳液在加工過程中的穩(wěn)定性、不分層、抗硬水和抗細菌污染變質(zhì)的能力。

切削液按油品化學組成分為非水溶性(油型)液和水溶性(水型)液兩大類。

切削油油型

又分礦物油切削油(或復合油)、極壓切削油、活性切削油三種。所用的礦物油有煤油、柴油、輕質(zhì)潤滑油餾分。礦物油中加入一定比例的動、植物油(5%～10%)便是復合油,適用于輕負荷的切削加工。極壓切削油中加有硫、磷、氯極壓添加劑，以滿足黑色金屬，齒輪等深度金屬加工的要求?；钚郧邢饔椭屑尤牖钚粤虻然衔?，用于高合金材料深孔鉆、攻絲等深度加工。

切削油水型

水基的切削液可分為乳化液、半合成切削液和合成切削液。

按用途可進一步分成通用型、防銹型、極壓型和透明型四種。前三種均為石油潤滑油基礎油中加入乳化劑及其他添加劑（抗磨劑等）的水包油型乳化液。透明型可以是加入少量潤滑油或不加入潤滑油（即全水基合成切削液）的透明液體。水型切削油是近數(shù)十年來發(fā)展較快、使用較廣的品種。

還有一種完全是水的切削液，即電解強堿水。強堿水設備生產(chǎn)的強堿水，PH最高可達13--13.5。

與切削油和水性切削液相比，堿性電解水的原料是100%的水，來源穩(wěn)定且價格低廉，成本僅是水性切削液的十分之一甚至更少。具有優(yōu)越的冷卻、清洗性能，不發(fā)泡，容易涮洗，同時堿性電解水又具有良好的防銹性能。而且切削油和水性切削液中都含有有機化合物、油性劑、界面活性劑等成分，對人體健康和環(huán)境有破壞作用，而堿性電解水對人體和環(huán)境無害，是一種環(huán)保、低成本的切削液，在高速淺層切削上可以完全取代水性切削液。

水基切削液常見配方

礦物油:8%~20% 妥爾油:1~8% PEG600:4%~5% 油酸三乙醇胺:5%~6% 氯化石蠟:1~3% 脂肪醇聚氧乙烯醚:3%~5% NP-10:3~5% 乙二胺四乙醇:1%~2% 有機硅消泡劑:1~2% 酒石酸鈉:1~2% 石油磺酸鈉:4%~5% 水:余量

油基切削液常見配方

硫化脂肪酸酯（YD-3015）:5% 硫化豬油YD-1810B:2% 氯化石蠟（T301）:2% 環(huán)氧大豆油 :1% 150SN基礎油:余量

眾所周知，切削液是金屬切削加工的重要配套材料。人類使用切削液的歷史可以追溯到遠古時代。人們在磨制石器、銅器和鐵器時，就知道澆水可以提高效率和質(zhì)量。在古羅馬時代，車削活塞泵的鑄件時就使用橄欖油，16世紀使用牛脂和水溶劑來拋光金屬盔甲。從1775年英國的約翰·威爾金森（J．wilkinson）為了加工瓦特蒸汽機的汽缸而研制成功鏜床開始，伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應用。到1860年經(jīng)歷了漫長發(fā)展后，車、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機床相繼出現(xiàn)，也標志著切削液開始較大規(guī)模的應用。

19世紀80年代，美國科學家就已首先進行了切削液的評價工作。 F·W·Taylor發(fā)現(xiàn)并闡明了使用泵供給碳酸鈉水溶液可使切削速度提高對30%～ 40%的現(xiàn)象和機理。針對當時使用的刀具材料是碳素工具鋼，切削液的主要作用是冷卻，故提出“冷卻劑”一詞。從那時起，人們把切削液稱為冷卻潤滑液。

切削油油基切削液

油基切削液的潤滑性能較好，冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比潤滑性能相對較差，冷卻效果較好。慢速切削要求切削液的潤滑性要強，一般來說，切削速度低于30m/min時使用切削油。

含有極壓添加劑的切削油，不論對任何材料的切削加工，當切削速度不超過60m/min時都是有效的。在高速切削時，由于發(fā)熱量大，油基切削液的傳熱效果差，會使切削區(qū)的溫度過高，導致切削油產(chǎn)生煙霧、起火等現(xiàn)象，并且由于工件溫度過高產(chǎn)生熱變形，影響工件加工精度，故多用水基切削液。

乳化液把油的潤滑性和防銹性與水的極好冷卻性結合起來，同時具備較好的潤滑冷卻性，因而對于大量熱生成的高速低壓力的金屬切削加工很有效。與油基切削液相比，乳化液的優(yōu)點在于較大的散熱性，清洗性，用水稀釋使用而帶來的經(jīng)濟性以及有利于操作者的衛(wèi)生和安全而使他們樂于使用。實際上除特別難加工的材料外，乳化液幾乎可以用于所有的輕、中等負荷的切削加工及大部分重負荷加工，乳化液還可用于除螺紋磨削、槽溝磨削等復雜磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺點是容易使細菌、霉菌繁殖，使乳化液中的有效成分產(chǎn)生化學分解而發(fā)臭、變質(zhì)，所以一般都應加入毒性小的有機殺菌劑。

化學合成切削液的優(yōu)點在于經(jīng)濟、散熱快、清洗性強和極好的工件可見性，易于控制加工尺寸，其穩(wěn)定性和抗腐敗能力比乳化液強。潤滑性欠佳，這將引起機床活動部件的粘著和磨損，而且，化學合成留下的粘稠狀殘留物會影響機器零件的運動，還會使這些零件的重疊面產(chǎn)生銹蝕。

切削油水基切削液

一般在下列的情況下應選用水基切削液：

對油基切削液潛在發(fā)生火災危險的場所；

高速和大進給量的切削，使切削區(qū)超于高溫，冒煙激烈，有火災危險的場合。

從前后工序的流程上考慮，要求使用水基切削液的場合。

希望減輕由于油的飛濺護油霧和擴散而引起機床周圍污染和骯臟，從而保持操作環(huán)境清潔的場合。

從價格上考慮，對一些易加工材料護工件表面質(zhì)量要求不高的切削加工，采用一般水基切削液已能滿足使用要求，又可大幅度降低切削液成本的場合。

當?shù)毒叩哪陀枚葘η邢鞯慕?jīng)濟性占有較大比重時(如刀具價格昂貴，刃磨刀具困難，裝卸輔助時間長等)；機床精密度高，絕對不允許有水混入(以免造成腐蝕)的場合；機床的潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)容易串通的場合以及不具備廢液處理設備和條件的場合。均應考慮選用油基切削液。

深孔鉆切削油就是專門針對深孔加工而研制的特種金屬加工油，使用高效極壓劑的摩擦改進劑，使被切削表面上形成剪切強度低反應膜，減少切削阻力。深孔加工的特點是散熱條件不好，切削油的冷卻效果不易發(fā)揮，刀具磨損快，鉆頭易斷。為提高冷卻效果，提高切削油的滲透性和排屑性，降低發(fā)熱量，降低刀具支撐部分的摩擦。