有关切削液的讲解

切削液的主要功能是润滑和冷却作用，它对于减少刀具磨损，提高加工表面质量，降低切削区温度，提高生产效率都有非常重要的作用。

1．切削液的作用

(1)润滑作用

切削液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜，可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和黏结程度，因而可以减轻刀具的磨损，提高工件表面的加工质量。

切削速度对切削液的润滑效果影响最大，一般速度越高，切削液的润滑效果越低。切削液的润滑效果还与切削厚度、材料强度等切削条件有关。切削厚度越大，材料强度越高，润滑效果越差。

（2）冷却作用

流出切削区的切削液带走大量的热量，从而降低工件与刀具的温度，提高刀具耐用度，减少热变形，提高加工精度。不过切削液对刀具与切屑界面的影响不大，试验表明，切削液只能缩小刀具与切屑界面的高温区域，并不能降低最高温度，一般的浇注方法主要冷却切屑。切削液如喷注到刀具副后面处，将对刀具和工件的冷却效果更好。

切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热容、汽化热、气化速度及流量、流速等。切削热的冷却作用主要靠热传导。因为水的导热系数为油的3～5倍，且比热也大一倍，所以水溶液的冷却性能比油好。

切削液自身温度对冷却效果影响很大。切削液温度太高，冷却作用小，切削液温度太低，切削油粘度大，冷却效果也不好。

（3）清洗作用

在车、铣、磨削、钻等加工时，常浇注和喷射切削液来清洗机床上的切屑和杂物，并将切屑和杂物带走。

（4）防锈作用

一些切削液中加入了防锈添加剂，它能与金属表面起化学反应而生成一层保护膜，从而起到防锈的作用。

2．切削液添加剂及切削液分类

（1）切削液添加剂

l 油性添加剂 单纯矿物油与金属的吸附力差，润滑效果不好，如在矿物油中添加油 性添加剂，将改善润滑作用。动植物油、皂类、胺类等与金属吸附力强，形成的物理吸附油膜较牢固，是理想的油性添加剂。不过物理吸附油膜在温度较高时将失去吸附能力，因此一般油性添加剂切削液在200℃以下使用。

l 极压添加剂 这种添加剂主要利用添加剂中的化合物，在高温下与加工金属快速反应形成化学吸附膜，从而起固体润滑剂作用。目前常用的添加剂中一般含氯、硫和磷等化合物。由于化学吸附膜与金属结合牢固，一般在400℃～800℃高温仍起作用。硫与氯的极压切削油分别对有色金属和钢铁有腐蚀作用，应注意合理使用。

l 表面活性剂 表面活性剂是一种有机化合物，它使矿物油微小颗粒稳定分散在水中，形成稳定的水包油乳化液。表面活性剂除起乳化作用外，还能吸附在金属表面，形成润滑膜，起润滑作用。

乳化液中除加入适量的乳化稳定剂（如乙二醇、正丁醇）外，还添加防锈添加剂（如亚硝酸钠等），抗泡沫剂（二甲基硅油等），防霉添加剂（苯酚等）。

（2）切削液的种类

切削液可分为水溶性和非水溶性两大类。

l 切削油 切削油分为两类：一类以矿物油为基体加入油性添加剂的混和油，一般用于低速切削有色金属及磨削中；另一类是极压切削油，是在矿物油中添加极压添加剂制成，适用于重切削和难加工材料的切削。

l 乳化液 乳化液是用乳化油加70％～98％的水稀释而成的乳白色或半透明状液体，它由切削油加乳化剂制成。乳化液具有良好的冷却和润滑性能。乳化液的稀释程度根据用途定。浓度高润滑效果好，但冷却效果差；反之，冷却效果好，润滑效果差。

l 水溶液 水溶液的主要成分是水，为具有良好的防锈性能和一定的润滑性能，常加入一定的添加剂（如亚硝酸钠、硅酸钠等）。常用的水溶液有电介质水溶液和表面活性水溶液。电介质水溶液是在水中加入电介质作为防锈剂；表面活性水溶液是加入皂类等表面活性物质，增强水溶液的润滑作用。

3．切削液的选用原则

切削液的效果除由本身的性能决定外，还与工件材料、刀具材料、加工方法等因素有关，应该综合考虑，合理选择，以达到良好的效果。表2-12为常用切削液选用表。以下是一般的选用原则。

（1）粗加工 粗加工时，切削用量大，产生的切削热量多，容易使刀具迅速磨损。此类加工一般采用冷却作用为主的切削液，如离子型切削液或3％～5％乳化液。切削速度较低时，刀具以机械磨损为主，宜选用润滑性能为主的切削液；速度较高时，刀具主要是热磨损，应选用冷却为主的切削液。

硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，可以不用切削液。如采用切削液，必须连续、充分浇注，以免冷热不均产生热裂纹而损伤刀具。

（2）精加工 精加工时，切削液的主要作用是提高工件表面加工质量和加工精度。

加工一般钢件，在较低的速度（6.0m/min～30m/min）情况下，宜选用极压切削油或10％～12％极压乳化液，以减小刀具与工件之间的摩擦和粘结，抑制积屑瘤。

精加工铜及其合金、铝及合金或铸铁时，宜选用粒子型切削液或10％～12％乳化液，以10％～12％极压乳化液，以降低加工表面粗糙度。注意加工铜材料时，不宜采用含硫切削液，因为硫对铜有腐蚀作用。另外，加工铝时，也不适于采用含硫与氯的切削液，因为这两种元素宜与铝形成强度高于铝的化合物，反而增大刀具与切屑间的摩擦。也不宜采用水溶液，因高温时水强使铝产生针孔。

（3）难加工材料的切削 难加工材料硬质点多，热导率低，切削液不易散出，刀具磨损较快。此类加工一般处于高温高压的边界润滑摩擦状态，应选用润滑性能好的极压切削油或高浓度的极压乳化液。当用硬质合金刀具高速切削时，可选用冷却作用为主的低浓度乳化液。

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