技术培训-水溶性切削液青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com切削液（cutting fluid, coolant）是一种用在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体。 一、切削液的作用 冷却作用 冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。水具有较高的比热容和大的导热率，所以水基的切削性能要比油基切削液好。 类别 热导率（W/(m.k) 比热容（kg.k） 汽化热（j/g） 水 0.63 4.181032260 油 0.1250.21 1.672.09103167314 表 水油的热参数值 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com润滑作用 油性添加剂一般是带有极压性基（ ）等的长连有机化合物，如高级脂肪酸、高级醇、动植物油脂等。油基添加剂是通过极性基吸附在金属的表面上形成一层润滑膜，减少刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，从而达到减少切削阻力，延长刀具寿命，降低工件表面粗糙度的目的。油性添加剂的作用只限于温度较低的状况，当温度超过，油性剂的吸附层受到破坏而失去润滑作用。 极压添加剂是一些含有硫、磷、氯元素的化合物，这些化合物在高温下与金属起化反应，生成硫化铁、磷化铁、氯化铁等，具有低剪切强度的物质，从而降低了切削阻力，减少了刀具与工件、刀具与切屑的摩擦，使切削过程易于进行。含有极压添加剂的切削液还可以抑制积屑瘤的生成，改善工件表面粗糙度。 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com固体润滑膜 熔点（） 剪切强度（） 结晶结构 Fe 1525 100 FeS 1193 50 Fe(15)+FeS(85)合金 985 FeCI2672 20 层状格子 FeCI3302 层状格子 表为硫、氯极压添加剂生成的固体润滑膜的性质 切削液添加剂有效作用的温度范围见图2 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com清洗作用 水基切削液含大量的表面活性剂一方面能吸附各种 粒子、油泥，并在工件表面形成一层吸附膜，阻止粒子和油泥粘附在工件、刀具和砂轮上，另一方 面能渗入到粒子和油污粘附的界面上把粒子和油污从界面上分离，随切削液带走，从而起到清洗作用。 防锈作用 在切削加工过程中，工件會接触到腐蚀介质，如与硫、二氧化硫、氯离子、酸、硫化氢、碱等接触就会受到腐蚀， 机床与切削液接触的部位也会因此而产生腐蚀， 在工件加工后或工序间存放期间，工件会受到空气中的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学 腐蚀和电化学腐蚀，造成工件生锈。切削液必须具有较好的防锈性能。 切削液中的防锈剂通常为胺类化合物、磺酸盐、 硼酸酯和酰胺类、聚羧酸盐、脂肪酸皂。这些防锈添加剂能定向吸附在金属表面上，形成一层吸附膜 ，使金属表面与水、氧等介质隔离，起到防锈作用。硅类化合物和有些含磷的化合物是铝的特效缓蚀 剂。三唑类化合物是铜金属的缓蚀剂。 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com锈蚀样品 生有白色锈蚀的镀锌工件 生锈和未生锈的铸铁 铝着色锈蚀 轧钢锈蚀青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com二、水溶性切削液的分类 水基的切削液可分为乳化液、 半合成切削液和合成切削液。 乳化液的成分：矿物油 5080%，脂肪酸 030%，乳化剂 1525%，防锈剂 0 5%，防腐剂2%，消泡剂1% 半合成：矿物油 030%，脂肪酸 530%，极压剂 020%，表面活性 剂 05%，防锈剂 010% 全合成：表面活性剂 05%，胺基醇 1040%，防锈剂 040% 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com三 不同的材料及其可加工性 不同材料的可加工性 l 镁合金Magnesium Alloys l 黄铜Brass (Cu/Zn Alloy) l 青铜Bronze (Cu/Sn Alloy) l 铝合金Aluminium Alloys l 软钢Mild Steel l 低/中炭钢Low/medium Carbon Steel l 可锻铁/铸铁合金 Wrought Iron/Cast Iron Alloys l 合金钢Alloy Steel l 不锈钢Stainless Steel l 镍Nickel l 镍/钴合金Nickel / Cobalt Alloy l 钛/钛合金Titanium / Titanium Alloy 冷却要求高 水用水溶性切削液 润滑要求高 用切削油 容易加工青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com不同的加工材料及其可加工性 普通炭钢： 含炭量在0.20-0.35%之间加工性最好。 随着含炭量升高，加工难度加大。对某些高炭钢、如工具钢，由于加工性很差，加工前需要进行退火处理。 但是，当含炭量低于0.20%时，容易形成切削瘤，导致表面质量下降 合金钢和不锈钢： 通常较难加工 铸铁： 灰铸铁：相对容易加工 球墨铸铁：加工难度与钢材要求类似 使用水溶性金属切削液加工时，容易生锈 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com 铝合金： 总的来说容易加工。但是，当硅含量很低时，容易形成切削瘤； 当硅含量很高时，加工难度较大 使用水溶性金属切削液加工时，容易产生材料腐蚀 铜合金(包括青铜、黄铜等)： 总体上较容易加工 使用水溶性金属切削液加工时，容易产生材料腐蚀 镁合金: 非常容易加工。但是，氧化速度快，存在火灾危险 一般使用纯切削油或干切。开始出现水溶性镁加工液 镍合金、钛合金： 很难加工，包括加工硬化、容易形成切削瘤等问题 要求切削油和切削液的加工能力强 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com四、刀具 工具钢刀具 其耐热温度约在 20 0-300之间，只能适用于一般材料的切削，在高温下会失去硬度。由于这种刀具耐热性能差，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。 高速钢刀具 这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒(有的还含有铝)为基础的高级合金钢，它们的耐热性明显地比工具钢高，允许的最高温度可达 600。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比，高速钢有一系列优点，特别是它有较高的坚韧，适合于几何形状复杂的工件和连续的切削加工，而且高青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com速钢具有良好的可加工性和价格上容易被接受。 使用 高速钢刀具 进行低速和中速切削上，建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时，由于发热量大， 以采用水基切削液为宜。 若使用油基切削液会产生较多油雾，污染环境，而且容易造成工件烧伤，加工质量下降，刀具磨损增大。 硬质合金刀具 用于切削刀具的硬质合金是由 碳化钨 (WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和 5-10% 的钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达 1000，具有优良的耐磨性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。 在选用切削液时， 一般油基切削液的热传导性能较差，使刀具产生骤冷的危险性要比水基切削液小， 所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。 对于高速切削， 要用大流量切削液喷淋切削区，青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com以免造成刀具受热不均匀而产生崩刃， 亦可减少由于温度过高产生蒸发而形成的油烟污染。 陶瓷刀具 采用氧化铝、金属和碳化物在高温下 烧结 而成，这种材料的高温耐磨性比硬质合金还要好，一般采用干切削，但考虑到均匀的冷却和避免温度过高，也常使用水基切削液。 金刚石刀具 具有极高的硬度，一般使用于切削。为避免温度过高，也象陶瓷材料一样，许多情况下采用水基切削液。 附图：刀具磨损示例 青岛罗森润滑剂有限公司 青岛市黑龙江中路 187 号盛文国贸大厦 B 座 607 室 Tel:053280960176Fax:053280960175www.rhoxon.comemail:inforhoxon.com