常用切削液

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切削液不得不知的基本知识

金属加工液

金属及其合金在切削、成形、处理和保护等过程

忠使用的工艺润滑油统称为金属加工液，又名切削

液。在金属加工过程中，为了降低切削时的切削力，

及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，提高

刀具耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙

度，保证工件加工精度，达到最佳的经济效果，通常

使用金属加工液。

金属加工液在金属加工过程中具有润滑、冷却、

清洗、防锈等作用;其中核心作用是:一方面通过冷却

作用降低加工过程中的变形热，另一方面通过润滑作

用来减少金属加工过程中的磨擦热，从而来提高金属

加工质量，延长刀具的使用寿命等。

1、冷却性能：冷却作用是通过乳化液和因切削而

发热的刀具、切屑和工件间的对流和汽化作用把切屑

热从固体（刀具、工件）处带走，从而有效地降低切

削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度提

高加工精度和刀具耐用度。

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2、润滑性能：润滑作用就是其减少前刀面与切

屑、后刀面与已加工表面间的摩擦形成部分润滑膜的

作用，以防止刀具与切屑或工件间的粘着，所以良好

的润滑可以减少功能消耗、刀具磨损和良好的表面光

洁度。

3、清洗性能：在金属加工过程中，切屑、铁粉、

磨屑、油污、沙粒等常常粘附在工件、刀具或砂轮表

面及缝隙中，同时沾污机床和工件，不易清洗，使刀

具或砂轮切屑刃口变钝，影响切削效果。所以要求乳

化液有良好的清洗作用。乳化液的清洗性能就是指乳

化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。

4、防锈性能：在金属加工过程中，工件要与环境

介质如水、氧、硫、二氧化硫、二氧化碳、硫化氢、

氯离子、游离酸碱和乳化液分解或氧化变质所产生的

油泥等腐蚀性介质接触而受到腐蚀，机床部件与乳化

液接触的部分会产生腐蚀。因此要求乳化液有一定的

防锈能力。

金属加工液除了应具有良好的冷却性、润滑性、清洗性、防锈性外，还应具有防腐蚀性、抗菌性、防

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垢性、抗泡性、热稳定性、无毒、无get的音标 害、无刺激性气

味、不污染环境、使用方便等条件。

金属加工液可分为纯油性切削液和水溶性切削液

两种。金属加工液应具有如下作用：

1、改善加工表面，提高表面光洁度；

2、提高加工件尺寸的精密度；

3、延长切削工具的寿命；

4、随时排除切削屑末，洗净加工面；

5、防止加工件腐蚀或生锈；

6、提高切削加工效率；

7、随时冷却加工件表面和加工刀具。

因而要求金属加工液必须具备如下性能：

⑴要求有良好的边界润滑性能，而需由极好的极压

性；

⑵防止切削刀具和加工金属表面熔接的性能；

⑶良好的热传导性能和耐热性能；

⑷良好的防腐蚀性能和防锈性能；

除此之外，对于纯油性切削液还要求具有：

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①在一定的长的时间内不腐蚀金属，不氧化变质，不

变色；

②使用中不产生烟雾，不变质，不发臭并无不良气

味；

③抗胶质，抗结焦积碳，并不发生沉淀物；

④对加工部件不发生不良作用等。

对于水溶性切削液还要求：

①在硬水条件下，不得分层或分离，如用300～

700ppm的硬水或冷水时，都应能很好地乳化；

②良好的抗腐败性，抗细菌性，并不发生臭味；

③良好的抗泡沫性；

④和切削的迅速分离性；

⑤不沉积在加工工具上，也不得侵蚀工具等。

如何选择好的添加剂，并能保证金属加工液所应

具有的性能是加工液生产厂商的核心

纯油性切削液主要由基础油、加工性能添加剂、

性能增强剂等组成，纯油性切削液具有良好的润滑性

能，适合对润滑性要求高，重负荷、低速大进给的切削，切削余量高的加工，表面精度要求高，水对刀具

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或零件有不良影响的场合以及难加工材料等。其中加

工性能添加剂目前普遍使用的如：酯类（醚类）、

氯、磷、硫、固体类添加剂为主，性能增强剂包括：

抗氧剂、抗油雾剂、防锈/防蚀剂、抗泡剂、着色剂/

颜料、香味剂等。

油性油选择原则：

1、黏度：

由于不同的加工应用需要不同的黏度，以满足不

同的冷却、润滑要求，所以纯油性切削液在生产过程

中，黏度的选择优为重要，可根据不同的加工工艺生

产出与之相适合的油性切削液，以满足不同的金属加

工要求。以下列举了几种金属加工工艺所需的黏度范

围：

▲珩磨：3—6cST

▲深孔钻：10—18cST

▲拉削（立式）：12—18cST

▲切削:20—35cST

▲齿轮加工：30—35cST

2、加工特性：

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油基切削液的润滑性能好，冷却性能较差，水基

切削液则相反，但其成本低，操作环境安全、干净，

没有油雾和着火的危险；近年来微乳化型切削液发展

很快，随着高性能水基切削液新产品的不断开发，其

使用范围逐渐扩大，开始出现油基向水基过渡的趋

势，可以预料它将是未来切削液的主导品种。

乳化剂

水基切削液包括乳化切削液、微乳化切削液和合

成切削液，大都主要用在高速切削上。水基切削液主

要由:矿物油、乳化剂、助溶剂、防锈剂、抗磨添加

剂、极压添加剂、消泡剂、防腐杀菌剂、水等组成。

其中矿物油一般选择环烷基基础油，此类矿物油

具有易乳化，与添加剂兼容性好，像回收环烷基变压

器油，黏度在10CST左右；此外，也有用重烷基苯类

或合成油。重点考虑的是作为分散体或助溶剂使用，

润滑作用在其次。

水性油乳化剂目前国内外切削液生产厂商普遍使

用的主要有以下几种：

1.烷基酚聚氧乙烯醚：如NP、OP系列

2.脂肪醇聚氧乙烯醚：如MOA、FAE系列

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3.山梨糖醇聚氧乙烯醚；如：SPAN，TWEEN系列

4.脂肪酸酰胺，脂肪酸盐：如T704、妥尔油盐、

蓖麻油盐系列

5.磺酸盐：如T701、T702，土耳其红油系列

乳化剂属于表面活性剂类物质，但并非表面活性

剂就可以用于切削液中作为乳化剂关于星空的作文 使用，只有那些对

乳化液体系起着有效的稳定作用、同时又不影响乳化

体系其它组分的表面活性剂，才适合作切削液生产的

乳化剂。

水基切削液的组成之一——表面活性剂（即乳化

剂），能降低切削液界面张力，使其扩散、渗透能力

强，提高切削液润滑防锈能力。如何选择合适的表面

活性剂是研制工作的关键之一。表面活性剂分子具有

双亲结构，一端亲油，一端亲水。不同类型的表面活

性剂主要区别是其极性基团，分别有阳离子型，阴离

子型，两性型与非离子型。选择单一的表面活性剂要

注意它们的协同效应以及其它添加剂的互溶性、经济

性和低泡性。阴离子表面活性剂价廉，易制，它的极

性基团带负电，易与切削过程中的金属表面形成吸附

膜，是一种良好的油性剂，能起润滑、防锈作用。非离子表面活性剂不怕硬水，耐酸碱，具有清洗能力，

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且稳定。两者以一定比例复配可增强效应，表面活性

剂如何选择方法之一——HLB值法。

通常在选择好表面活性剂后，通过HLB值确定各

种表面活性剂的配比后，按此调成的切削液往往还是

有点混浊或放置一段时间后分层或变混浊等，此时一

般在金属加工液中往往需要添加一些长链脂肪醇、醚

类等助乳化剂，通过助乳化剂来调节切削液的HLB

值，使切削液的HLB值达到最佳值，一方面可以提

高表面活性剂的乳化性能，另一方面可以提高金属加

工液的稳定性，长时间放置不会分层变混浊等。具体

应用如：当有一个切削液基本配方时，由于要适合不

同的金属加工要求，可能要额外添加一些润滑剂、极

压剂或抗磨剂等功能性添加剂，当额外添加功能性添

加剂时，往往会改变金属加工液原有的HLB值，使

得改进的金属加工液出现分层或混浊，这时就需添加

醇醚等功能性添加剂，使HLB值重新达到最佳值而

呈现透明液体，具体添加量需要在实验室反复调试，

综合考虑其添加量。若不加调整直接使用，会使金属

加工液各组分无法充分发挥原有的功能，严重影响金

属加工液的性能。因此，醇醚等功能性添加剂在金属

加工液研发中的地位尤其重要，被广泛用于原有配方

的改进和新配方的研发等。

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水性油助溶剂主要有：

①醇胺类，如：MEA，TEA，IPA，MORPHILINE，苯

醇胺等；

②醇类：长链脂肪醇，尤其带支链的醇，抗氧化，凝

固点低，无腐蚀；

③醇醚类：此类物质具有高沸点，如聚醚等。

水性油抗磨/油性剂使用较多的有：二烷基二硫代

磷酸锌（ZDDP）、天然合成油脂、合成酯、脂肪酸

酯等。

水性油防锈剂可以分为有机系列、无机系列、复合系

列；其中有机系列入苯羧酸、磺酸、二元酸、氨基酸

等，此类防锈剂防锈性能特别好，低毒，生物降解，

不含金属盐，唯一的缺点是价格太高，但随着亚硝酸

盐类防锈剂的禁用，此类防锈剂还是得到了广泛应

用；无机系列主要有亚硝酸盐、钼酸盐、磷酸盐、硅

酸盐等，此类产品便于运输，应用已经比较成熟了，

但有毒或者价格高，兼容性差，后处理难等，逐进被

有机系列替代；而复合系列多为多元组分复合，所以

此类产品种类繁多，且复杂。

由于水性油含有大量表面活性剂等有利于微生物繁殖的养分，给微生物繁殖提供了培育的温床，微生

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物的繁殖会导致切削液变质发臭，有机成份的分解、

导致PH值下降、腐蚀金属等严重后果，为了科学观察日记 防止切

削液变质发臭，通常在金属加工液生产过程中添加杀

菌剂，以提高切削液的使用寿命等。

杀菌剂

水性油杀菌剂主要有甲醛释放型和有机合成型两

种：

甲醛释放型具有价廉，杀菌谱广，兼容性好，便于检

测，但其缺点是有毒，刺激，可能对工人皮肤过敏，

对真菌效果差；

有机合成型具有杀菌谱广，低毒，杀菌效率高，霉菌

真菌都有效，缺点是价格高，兼容性差，刺激，可能

过敏。其中杀细菌剂有三嗪类和磺酸盐类杀菌剂，杀

真菌剂有异噻唑啉酮类、三嗪氨基酸酯类、硼酸酯酰

胺类等。

消泡剂

由于水性切削液在生产过程中使用了大量的表面

活性剂等乳化剂，在使用过程中一般都有不同程度的

泡沫产生，严重影响金属加书字行书 工的效率和加工件质量，

为了尽量减少金属加工液使用中泡沫的产生，很多切削液生产商都会在生产切削液时加入不同类型的水性

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油消泡剂，消泡剂类型主要有：有机硅、聚醚、复合

型和其它类型的消泡剂，有机硅具有消泡效果好，而

广泛被使用，但是溶液在切削液中分层；聚醚类水溶

性好，不易过滤掉；而使用复合型消泡剂主要考虑其

在切削液中起到抑泡性能；其它类型主要是一些钙

盐、矿物油类的。

微乳化切削液

一、乳化切削液也称为皂化溶解油，是石油系油

加入乳化剂，如环烷酸皂、磺化油、磺酸钠、C14以

上的饱和脂肪酸皂，石油酸皂、妥尔油酸皂等树脂酸

皂，氧化石油脂，以及C17～20的合成脂肪酸皂等表

面活性剂，并加入结合剂，如各种醇类和醇胺类等乳

化稳定剂，再加入抗磨剂，抗擦伤剂，抗腐蚀剂，抗

泡剂，抗氧化剂及抗腐败剂和防菌剂等。并用少量的

水调制成的母液，及时用15～40倍的水稀释成乳白

液使用。根据使用要求，可制成油包水或水包油型的

两种乳化液。这种水溶性乳化切削液中含石油系油较

多，润滑性能较好。由于含大量的水而冷却性也好，

而且腐蚀性也比一般电解系的无机盐型透明水溶液为

小，常用在粗、中精度的切削或研磨加工上。

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这种乳化切削油，必须根据PH值区分使用，一般

PH值在～的适用于钢、铁材料的切削，6～的适用于

铝、铜等非铁金属材料的加工上。其常用的典型组

分，为由4～5%的表面活性剂（平均分子量350～

525的石油磺酸钠），和30～70%的石油润滑油

（50℃粘度10～30厘沲），及最多到20%的亲和

剂，最好是C1～20的醇或醇胺，和适量的电解质

（最好是无机盐），以及15～66%的水组成。

二、微乳化液是矿物油溶于水后形成的，一般含

矿物油5—35%，乳化剂含量与油性物含量比乳化液

高出3—6倍，但其油的含量远低于乳化液中油的含

量，因而能使油滴形成微粒的直径很小。由于微乳化

液特有的组成特点，使得它兼有乳化液和合成液两者

的优点，润滑、冷却、清洗、防锈性能均较好，且其

使用寿命比乳化液要长4～6倍。其中乳化切削液属

于传统产品，价格经济，稳定性差，寿命短，维护

难，兑水后呈乳白色；微乳化切削液具有多用途，应

用广，综合性能好，稳定性较好，寿命长，兑水后呈

半透明或透明状；全合成切削液主要用于冷却要求高

的场合，如磨削等，兑水后呈全透明状，极压性不够。因此，发达国家已经走过了从乳化液向合成液，

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再向微乳化液发展的过程，微乳化液得到了前所未有

的发展和应用。

微乳化切削液是由水、油（有机溶剂）、表面活

性剂和助表面活性剂等组成的透明或半透明的、各相

同性的热力学稳定体系，具有粒子细小、大小均一、

稳定性高等特点。微乳化液常规制备方法有两种：一青岛的历史

种是把有机溶剂、水、乳化剂混合均匀，然后向该乳

液中滴加醇醚等助乳化剂，在某一时刻体系会突然间

变得透明，这样就制得了乳化液，这种方法称为

schulman法；另一种是把有机溶剂、醇醚、乳化剂

混合为乳化体系，向该乳化液中加入水，体系也会在

瞬间变成透明，称为shah法。乳化液的形成不需要

外加功，主要依靠体系中各份的匹配，寻找这种匹配

关系的主要办法有PPT（相转换温度）、CER（粘附

能比）、表面活性剂在油面相和界面相的分配慈菇烧肉 、HLB

值（亲水——亲油平衡值）和盐度扫描等方法。目前

应用最多的是HLB值法和表面活性剂在油面相和界

面相的分配。

微乳化切削液是以中性或非离子型表面活性剂

30—50%为主要成分，混入石油系油，再加防锈剂，

极压剂和防腐剂，充分分散而成的含有多量水分的胶体小学教学论文 溶液。其表面张力极小，洗涤性能很强，几乎和水

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一样透明的分散乳化液。使用时用水稀释到30至

100倍。一般用在精密研磨时，需用80—100倍的水

稀释，切削时用20—50倍的水稀释。

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