轴承与机械加工用防锈油,金属加工液技术大全(三泰轴承汇编)

根据工件材料选用切削液

工件材料的性能对切削液的选择很重要。据文献介绍，可把被加工材料按其可切削性的难易划分为不同级别，以此作为选择切削液的依据。将铜在固定条件下的可切削性指数定为100，将其他材料的相同的条件下进行切削，按得出的刀具相对耐用度进行排列。
　　材料第一组：普通可切削钢，包括非合金钢、低合金钢及其淬火钢（15，35，15CrMn）、易切削钢（Y12，Y12Mn）、建筑钢材（35，60），可切削系数为80；
　　材料第二组：较难切削钢，包括高合金钢及其淬火钢（20CrMo，42CrMo）、高铬合金钢（1Cr17，4Cr13）、高铬镍合金钢（12CrNi2）、耐腐蚀耐酸的铬镍钢（0Cr18Ni9，1Cr18Mo10Nb）、铸钢，可切削系数为50；
　　材料第三组：难切削钢，包括镍和镍合金（Ni10Cr10,Ni18Cr20）、锰和镍硅钢（40CrMn2,60Si2Mn)、铬钼钢（20CrMo）、硅钢（38Si2Mn）、钛和钛合金，可切削系数为25；
　　材料第四组：灰铸铁和可锻铸件（HT250，KTZ450-06），可切削系数为60-110；
　　材料第五组：有色金属，铜和铜合金（ZCu Sn10Pbl），可切削系数为100-600；
　　材料第六组：轻金属，铝和镁合金（LF5，LF10，LDI），可切削系数为300-2000。
　　切削指数越小的材料越难加工。在选择切削液时，对于难加工的材料应选择活性度高的含抗磨极压添加剂的切削液，对于易加工材料，可选用纯矿油或其他不含极压添加剂的切削液。
切削加工是一个复杂过程，尽管是切削一种材料，但当切削速度改变或切削工件的几何形状改变时，切削液显示的效果就完全不同，所以在选择切削液时要结合加工工艺和加工工件的特点来综合考虑。

清洁的金属加工液

显而易见的事情有时却往往被忽视。金属加工液就是这样一个例子，Milacron有限公司(Cincinnati, Ohio) 的Cimcool技术服务部门经理Raymond M. Dick指出。清洁的金属加工液比脏的加工液效果更好，更持久。不幸的是，彻底清洗储液箱—单个机器或中央系统的储液箱重新添加润滑油的过程中一个相当重要的步骤—却常常被忽视。

        充满污物的储液箱，比如金属屑、油、霉变和大量的细菌，会导致新鲜液体变质。通过彻底的清洗过程来洗掉这些杂质，能确保新鲜切削液保持最佳性能水平进行工作。

        这是Dick先生推荐的10步工序，适用可能完全排空储液箱的情况。

为了确保冷却液使用寿
命长，性能有效，在重
新填注金属加工液时，
不应该忽略储液箱的清
洗。

        1. 排干整个储液箱或中央系统中的液体。
        2. 清除贮槽、回沟、油盘和过滤元件中的碎屑。
        3. 向系统中加入足够的能循环流通所有管路和机器的水（最好是温水）。
        4. 加入清洁剂，比如Cimclean 30（1份清洗剂兑50份水的浓度），并使其循环流动2到8小时。在清洗剂循环流动时，刷洗所有的沟槽和过滤元件，擦洗机器和油盘。
        5. 有些地方的金属屑和/或油可能未被清洁剂清洗掉，那么用蒸汽清洁这些区域。
        6. 清洗剂循环完成后排干清洗剂。
        7. 用足够多的水重新注入到系统中进行循环流动，直到所有残留的清洗剂或金属屑均被清洗掉为止。如果冲洗后的水很脏的话，再冲洗一次。这时应该排干所有的管路和贮槽。
        8. 向系统中注入要求容量的水。
        9. 按照推荐的浓度，加入新鲜的金属加工液。
        10. 使金属加工液循环流动以确保它在开始生产前充分混合。对于精密磨削系统，继续循环直到新鲜的金属加工液达到室温为止。

        当不需要完全排干系统时，Dick先生推荐尽可能多的采纳这些清洗工序

工件材料与切削液的选用

工件材料的性能对切削液的选择很重要。据文献介绍，可把被加工材料按其可切削性的难易划分为不同级别，以此作为选择切削液的依据。将铜在固定条件下的可切削性指数定为100，将其他材料的相同的条件下进行切削，按得出的刀具相对耐用度进行排列。

A：普通可切削钢，包括非合金钢、低合金钢及其淬火钢（15，35，15CrMn）、易切削钢（Y12，Y12Mn）、建筑钢材（35，60），可切削系数为80；

B：较难切削钢，包括高合金钢及其淬火钢（20CrMo，42CrMo）、高铬合金钢（1Cr17，4Cr13）、高铬镍合金钢（12CrNi2）、耐腐蚀耐酸的铬镍钢（0Cr18Ni9，1Cr18Mo10Nb）、铸钢，可切削系数为50；

C：难切削钢，包括镍和镍合金（Ni10Cr10,Ni18Cr20）、锰和镍硅钢（40CrMn2,60Si2Mn)、铬钼钢（20CrMo）、硅钢（38Si2Mn）、钛和钛合金，可切削系数为25；

D：灰铸铁和可锻铸件（HT250，KTZ450-06），可切削系数为60-110；

E：有色金属，铜和铜合金（ZCu Sn10Pbl），可切削系数为100-600；

F：轻金属，铝和镁合金（LF5，LF10，LDI），可切削系数为300-2000。

切削指数越小的材料越难加工。在选择切削液时，对于难加工的材料应选择活性度高的含抗磨极压添加剂的切削液，对于易加工材料，可选用纯矿油或其他不含极压添加剂的切削液。
切削加工是一个复杂过程，尽管是切削一种材料，但当切削速度改变或切削工件的几何形状改变时，切削液显示的效果就完全不同，所以在选择切削液时要结合加工工艺和加工工件的特点来综合考虑

切削液的腐蚀问题 薄层防锈油

1 产生腐蚀的原因

切削液中浓缩液所占的比例偏低。

切削液的pH值过高或过低。例如PH＞9.2时，对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。

不相似的金属材料接触。

用纸或木头垫放工件。

零部件叠放。

切削液中细菌的数量超标。

工作环境的湿度太高。

2 防治腐蚀的方法

用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。

在需要的情况下，要使用防锈液。

控制细菌的数量，避免细菌的产生。

检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。

要避免切削液受到污染。

要避免不相似的材料接触，如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。

RPO14

RP014薄层防锈油是由成膜剂、油溶性缓蚀剂以及石油溶剂等经特殊工艺配制而成，属地低油膜高防锈型防锈油，适用于各类精密机械五金产品的封存防锈。

技术参数：

项目		指标	测试方法
Apearance 外观		红褐色透明油状液	目测
Flash point 闪点（闭口）℃		≥42	GB 261 – 77
Spraying ability喷涂性5±1℃		油膜连续	GB4879 – 85B21
Water displace ability水置换性		完全置换	GB4879 – 85B22
Corrosion test 腐蚀试验	钢	7天 0级	SY2752-77S
	铸铁	7天 0级
	黄铜	7天 0级
Moist heat test 湿热试验	钢	30天 0级	GB/T2361 – 80
	铸铁	30天 0级
	黄铜	30天 0级
Anticorrosion test封存防锈试验（钢、铸铁、黄铜）		1.5年无锈	目测

用途：

非常适合表面要求油膜较薄的精密零件的封存防锈(如工具\量具\小零件)的封存防锈,也适用于其他钢、铸铁、铜、铝、锌等材质的防锈。

用法：

该油品可以采用浸涂、刷涂或喷涂等方式，每升油品的使用面积约50平方米。涂油时工件表面应清洁，不存在油污、手汗和水份，以确保防锈质量。避免在油品内混入水份等异物。

包装：

200公升铁桶 20公升塑料罐

针对轴特性，RP014B油膜薄，低噪音，防锈期长，具有很好的抗盐雾，抗酸雾，排水性能和抗手汗性能，完全满足国际市场的环保要求。

高速磨削合成切削液的研制

当砂轮线速度高于50 m/ s 时,单位时间内通过磨削区的磨粒增加,砂轮与工件的摩擦加剧,发热量增大,引起合成切削液(以下简称磨削液) 温度升高[1 ] 。在高速磨削产生的高接触压力下, 如果磨削液的清洗性差, 则切屑容易粘附在砂轮表面,造成砂轮气孔堵塞、变钝,使用寿命缩短;如果磨削液的润滑性和冷却性差, 易造成工件表面烧伤、拉毛和划伤。目前,一些厂的高速磨床仍用普通磨削液,其结果是工件表面粗糙,砂轮耐用度下降,磨削液使用周期变短。针对高速磨削的特点,研制了一种用于轴承加工的高速磨削液, 并已应用于工业生产中。
1 　组成与制备
高速磨削液应具有良好的润滑性、清洗性、防锈性和消泡性,此外还应有较长的使用周期,不易腐败变质,气味舒适,不刺激皮肤,对人体和环境无害,废液易于处理和排放等特点。综合考虑这些方面,确定磨削液成分如下:
　　脂肪酸盐　　10 %～15 %
　　阴离子表面活性剂　　1 %～3 %
　　防锈剂　　3 %～5 %
　　偶合剂　　0. 5 %～1 %
　　非硅型消泡剂　　0. 1 %～0. 2 %
　　蒸馏水　　余量
　　选择脂肪酸盐作为润滑剂, 它具有突出的优点。首先,它溶于水, 且有不同的链长可供选择,由于链长引起的吸附能力差异, 表现出润滑性能的优劣;其次,它还具有清洗作用和一定的防锈能力,可减少配方中清洗剂(阴离子表面活性剂) 和防锈剂的用量;第三,它本身不腐蚀金属。但在制备脂肪酸盐时,如果皂化不完全,或脂肪酸中含有
不被皂化的物质,则磨削液极易腐败变质。因此,应选择质量优良的脂肪酸,使脂肪酸盐完全皂化,并除去未反应的杂质。阴离子表面活性剂的溶解度随温度升高而增大,此时,磨削液在使用中表现出良好的性能[2 ] ;相反,非离子表面活性剂的溶解性随温度升高而降低,在一定条件下会从水中游离出来,从而失去清洗与润湿作用。因此,阴离子表面活性剂成为磨削液的首选清洗剂。从磨削液原液的透明方面考虑, 应选择水溶性的防锈剂, 它吸附在金属表面上起防锈作用。脂肪胺、脂肪酸酯等都有较好的防锈效果。润滑剂、清洗剂和防锈剂加入后,水溶液通常
不稳定,易产生沉淀,这时需要加入偶合剂,使多组分在水中形成均一相。偶合剂在一定程度上也是某单一组分的助溶剂,其用量较少,效果明显。由于成分中含有脂肪酸盐和阴离子表面活性剂等易起泡的物质,所以必须加入消泡剂,消除供液系统中的泡沫。硅油在水溶液中难于分散,且易从溶液中分离出来富集于液面上, 导致散热不良,加剧磨削液的变质;乳化硅油分散后,不能长期稳定,也产生与硅油相同的结果。因此,配方中选择了非硅型消泡剂,它能均匀分散在水溶液中,具有稳定持久的消泡效果。生产磨削液时, 首先由脂肪酸与碱反应制备脂肪酸盐,然后加入蒸馏水,在加热搅拌条件下,加入其他物料,最后生成棕色透明的磨削液原液。
2 　性能评定
2. 1 　理化性能
高速磨削液在使用时是质量百分浓度为5 %的自来水稀释液, 对照GB6144 85 合成切削液标准对稀释液进行了性能评定,结果见表1。
表1 　高速磨削液的理化性能
项　　　　目试验结果
原　液
外　　　　观棕色透明
贮　存　安　定　性合格
稀
　
释
　
液
透明度透明
pH 值8. 5
消泡性/ mL·(10 min) - 1 0. 5
表面张力/ ×103 N·m- 1 30. 6
腐蚀试验
/ h
　一级灰口
铸铁, 紫铜,
LY12 铝
(55 ±2) ℃
全浸
24
8
8
防锈性试
验　/ h
　一级灰口
铸铁, ( 35 ±
2) ℃, RH ≥
95 %
单片
叠片
24
4
最大无卡咬载荷/ N 686
对机床油漆的适应性不起泡、开裂和脱落
由表中数据可见,稀释液具有良好的润滑性防锈性、抗腐蚀性和消泡性。
2. 2 　使用试验
选用3MZ147 磨床,磨削线速度为50 m/ s , 用5M%磨削液加工轴承外圈,随机抽检10 个工件,
测定其表面粗糙度Ra , 结果分别为:0. 31、0. 32、0. 32 、0. 31 、0. 32、0. 32、0. 32 、0. 32 、0. 31 和0. 32
μm。工件的平均粗糙度为0. 32μm。经酸洗后,工件表面无烧伤和划痕。磨削液在60 天试用期间无异味, 不溢泡, 不刺激皮肤,切屑不粘附砂轮,磨床和工件均无锈蚀和腐蚀,磨床油漆无溶蚀、起泡、开裂和脱落。
3 　结论
研制的磨削液具有良好的润滑性能、防锈性能、清洗性能和消泡性能,有较长的使用周期,能满足高速磨削的加工要求。

金属切削液油雾的危害性

金属切削液油雾的存在使得火灾隐患在有油雾的地板上滑倒的可能性增加，如雾的空气排出车间，还会对环境造成污染属切削液油雾最大的危害还在于它对接触响。工人长期暴露在金属切削液油雾中会统疾病、过敏性皮肤病和恶性肿瘤等疾病显增高，并且可能造成遗传性影响。金属切削液成分复杂，其中的添加剂和污染物都可能作为刺激因素诱发突发性哮喘，恶化原有哮喘的病情，或引起无哮喘病人的气道不适。在四类金属切削液中，可溶性油和纯油与哮喘相关。纯油、可溶性油和合成油这三类已被确认由于吸人过程会引起工人的气道功能紊乱和呼吸道疾病。即使油雾浓度仅为0．41～0．55mg／m ，工人长期接触这种油雾仍会导致慢性支气管炎、胸部不适和气道刺激等。早期并没有对暴露在金属切削液油雾中的工人进行过敏性肺炎方面的研究，然而，由于近年患过敏性肺炎的工人数量的激增，长期接触油雾会导致肺炎这一事实得到了研究和证实。关于金属切削液油雾对工人肺功能的影响方面的研究资料还比较匮乏。其原因之一是能够被观察到的肺功能下降大多都是不可恢复的，此外还由于肺功能下降与所接触的油雾的量有关，是一个长期积累的结果。但是以动物为试验对象的研究结果表明，狗接触 5～100mg／m 油雾 12个月以上，会出现含脂肪的肺泡和巨噬细胞脂肪性肉芽肿，并且呼吸组织出现形态改变的特征金属切削液油雾的另一大危害是其致癌性，金属切削液的致癌性主要取决于其添加剂的浓度、受污染情况和使用条件。目前还没有针对人类进行的金属切削液致癌性方面的研究，而以动物为研究对象的试验研究则发现，切削液的油雾能够导致皮肤瘤／皮肤癌刺瘤、肺癌和胰腺癌。对于切削液油雾的致癌性，目前还存在着许多争论：虽然许多流行病学的研究都曾经报道了金属切削液及其油雾的致癌倾向，可是由于癌症的潜伏期特别长，流行病学的研究往往只能评价20～30年前某物质导致的危害。为此有研究者指出几十年前的金属切削液的组成完全不能代表今天的切削液的情况。特别是炼油工艺发生了巨大的变化，更大限度地去除了多环芳烃和其它不理想组分，因此把原来证明的致癌倾向推广到目前的切削液是不合适的。但是由于金属切削液组成的复杂性，要简单地证明其不具致癌性也是十分困难的。与对其它方面健康危害的研究相比，关于切削液油雾对遗传学影响的研究是最少的。根据 1995年Fuchs J等人的研究结果，IARC(联合国国际癌病研究专署)将 N一亚硝基二乙醇胺 (NDELA)定性为2B致癌物 (对人类可能致癌)。NDELA强烈影响到单核血细胞 DNA链的断裂。暴露在 NDELA浓度大于500mg／m 的空气中的工人比暴露在浓度低于50mg／m 的 DNA链断裂数目明显增多。虽然 EPA(美国环境保护署)已经禁止将 NDELA作为金属切削液的添加剂，但是在亚硝基化剂的作用下，三乙醇胺 (TEA)和二乙醇胺 (DEA)仍然能够发生反应，在金属切削液中生成 NDELA 。

金属切削液油雾的产生

在车、铣、钻、磨等金属加工过程中，由于金属切削液的使用，会在空气中形成大量的油雾颗粒。这种现象使得工人呼吸区域中的空气质量问题受到广泛关注。因为长期暴露在这种油雾中对工人健康十分不利，而据美国职业安全与健康国立研究所 (NIOSH)统计，每年暴露在金属切削液油雾中的工人多达 120万…。因此，对金属切削液油雾的研究是一项意义重大的课题。

1 金属切削液油雾的产生

1．1 油雾的产生机理

　　为了有效地润滑、冷却和清洗，金属切削液在使用过程中要经历泵循环、喷射与高速旋转的刀具或工件激烈撞击和高温蒸发等过程，这就决定了其油雾产生的原因非常复杂，机械、物理和化学的因素互相交织，共同作用。但是，并非所有因素都对油雾的产生具有决定性影响，加工过程中金属切削液油雾的形成主要可以归因于两种机理，雾化和蒸发：雾化是机械能转化为液滴表面能的过程，主要是由于液体对机床系统内的固定及旋转单元的激烈冲击，被其打碎，形成细小液滴漂浮在工作环境中；蒸发的发生是由于切削区产生大量的热，这些热量传人切削液使它的温度明显高于饱和温度，在固一液接触面上就发生沸腾并产生蒸汽。这些蒸汽随后以周围空气中的小液滴或其它粒子为核心凝结，形成油雾。图 1为加工过程中油雾生成机理的示意图。

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1．2 油雾的存在形式

金属切削过程可以产生以下三类油雾：

　　(1)由喷射冲击产生的干净油雾，不含固体粉尘；
　　(2)因加热或高速切削的高温导致蒸发或灼烧而产生的烟雾；
　　(3)磨削时金属切削液喷射产生的含磨削粉尘的油雾。

　　油雾产生的方式不同，其颗粒直径范围也有较大区别。一般情况下，机械雾化过程产生的油雾主要以液滴形态存在，液滴直径范围较宽，通常为 2～10um。蒸发产生的油蒸汽在冷凝过程中也会形成直径非常细小的冷凝悬浮体，粒径通常为 2um以下。医学研究证明，油蒸汽和大颗粒液滴对人体肺部的危害相对较小。以油蒸汽形态存在的油雾被吸入肺部又被呼出，它们并不会被肺泡捕获，而大颗粒的油滴无法通过鼻子和支气管进入肺部。只有以液滴形式存在，且直径小于5um的油雾颗粒才能顺利到达肺泡，并在肺部沉淀，从而对人体造成较大的危害

深孔内球面车削加工

工件如图1所示，材料为1Cr18Ni9Ti，焊接
工艺分析

工件原来是在数控车床的加工特点，刀杆直径只能做到f60mm。由于刀杆细长，刚性不足，强度低，在加工中刀杆产生振动较大，产生让刀现象，并使孔壁的粗糙度值增大，不但生产效率低，而且加工质量难以保证。

如果将刀杆直径增大，则在加工内孔时，刀杆与孔壁间隙太小，引起排屑不畅，造成堵塞，冷却润滑液进入困难，刀具磨损加剧，从而影响加工精度。为了满足生产的需要，使工件加工质量保持稳定，提高生产效率，解决数控车床上进行深孔内球面的加工。

newmaker.com 图1 工件

刀具设计

设计专用刀具应在能使切屑顺利排出的前提下，尽量提高刀杆的强度和刚度，避免加工过程中刀杆的振动，确保加工精度，并实现刀具的旋转，达到车削内球面的功能。

按照工件的深度和内孔直径，根据曲柄连杆机构的原理，设计的车削深孔内球面专用刀具如图2所示。刀杆直径110mm，长度约2000mm。

newmaker.com 1.车刀7.封板 8.定位轴、轴套、螺母、垫圈 9.销轴
图2

车削深孔内球面的专用刀具主要由刀杆、刀座、封板、拉杆轴、连杆、旋转体等组成。刀杆、刀座、封板焊接为避免在车削内球面过程中，连杆机构出现死点，在组装专用刀具时应将旋转体向前偏斜一个角度。

加工方法

工件焊接
用卡盘将定位工装卡住，按工件法兰外圆配车定位止口后，利用止口定位将工件用螺栓固定在定位工装内，并用两个中心架支承工件。

将专用刀具装在刀杆安装座内，利用刀杆安装座的开口槽将专用刀具固定。并将刀杆安装座固定在车床
车削内球面时，转动车床绕定位轴转动，从而完成车削深孔内球面。加工示意见图3。

newmaker.com 1.机床主轴箱 2.三爪卡盘 3.定位工装 4.固定螺栓 5.工件 6.专用刀具
7.中心架 8.刀杆安装座 9.机床刀架 10.链接座 11.尾座套筒 12.机床尾座
图3 加工示意图

车削时，在工件孔口进行对刀，可以控制内孔及内球面的尺寸。深度尺寸是通过测量内深并用车床
冷却润滑液采用硫化切削液，并将切屑从工件内孔冲出。

为避免切屑成带状缠绕在车刀上磨出合适的断屑槽，控制断屑效果。

精车时刀片材料选用YW1，主轴速度20r/min，进给量0.15mm/r，吃刀深度0.25mm。要保持车刀还应具有合理的切削角度。

加工时随时观察切屑的形状和颜色，注意排屑的情况，以及加工时刀具在深孔中发出的声响，用手触摸刀杆观察其振动情况。如出现反常现象，应立即进行检查，并采取措施予以解决

水基切削液的废液处理

水基切削液的种类很多，其组成也各不相同。因此对它们的废液处理也应当采取相适应的措施。应根据废液的量、组成、浓度等选择最佳的处理方法。

1、废乳化液的破乳这类废液的破乳处理有盐析法、凝聚法、酸化法、混合法等。

盐析法

盐析法是在废乳液中加入电解质，使产生强烈的水化作用，使乳化液中的自由分子减少了。当电解质浓度增加到一定程度时，就可以产生脱水作用，从而破坏了油珠周围的水化层，同时还中和了油珠的电性，破坏了它的双电层结构，因而失去稳定性，产生聚结现象。并且电解质还能使油相的表面张力增大，从另一角度破坏了原来的平衡。这些作用的最终结果，使乳化液产生产生油、水分层。

盐析法特点：析出的油质量好，但投药量大，水中含盐量高，给污水净化带来一定的困难。

凝聚法

凝聚剂溶解在水中，经水溶解一般都成为胶体状态存在，这些胶态聚合物，在水中静电引力、范德华力、氢键、配位体等的物理化学作用产生吸附现象。凝聚剂的聚合物一般都是比较长的线型分子。这些伸展了的分子很容易为几个甚至好多个油珠所吸附、形成油珠的化学桥联产生凝聚作用；同时凝聚剂中，特别是一些低分子电解质，同样也存在着油珠微粒的静电作用，促成油珠相互靠近而发生凝聚。常用的凝聚剂有明矾、聚铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁等。

凝聚法特点：投药量少、成本低、但油质一般较差。

混合法

混合法是盐析法和凝聚法的综合。它集中了两个方法的优点。混合法实际上就是盐析法，所不同的是加入的盐类较盐析法少得多；加凝聚剂前油尚未析出，故不需单独除油。

混合法的特点是耗药量中等，破乳能力强，但油质较盐析法差，比凝聚法好。

酸化法

酸化法就是往废乳液中加入一定量的酸，使其产生化学反应，促使乳液中的脂肪酸分解析出脂肪酸，由于这些高级脂肪酸不溶于水，所以失去乳化能力，达到破乳的目的。使用酸可以是酸洗金属件下来的废酸。其加入量是废乳液量的6%左右。搅拌半小时后，静置24h其继续反应分层，将浮在上层的油吸出，再投石灰1%左右，进行中和处理，并使其PH值提高到6~8之间，待产生的杂质全部下沉后，水即清澈透明。

2、水的净化废乳液经上述任一方法处理，水质已经大大改善，但这些指标远远不能达到国家排放标准，尚需对分离出来的水进行净化。其方法有活性炭吸附法、生化处理法、离子交换法、臭氧法、超滤法等。

3、废乳化油的再生经前面四个破乳方法所获得的废油均可以再生。由于乳化液中的乳化剂在生产使用和破乳过程中受到一定损耗，故再生废油时需给予补偿。而且对于破乳过程中受到变形或分解了的乳化剂应重新还原、恢复其乳化能力。废油再生的步骤是：

1）脱水破乳后所得到的废油中常含有一定量的水分而水中含氯较高，这些氯化物对金属有腐蚀作用，因此，需将水分排除干净。

2）加碱添加浓度为30%的氢氧化钠溶液，其用量依据乳化油的PH值应在8~9之间确定，一般为2~3%，其目的是恢复乳化剂的亲水性。

3）添加乳化剂一般先加具有防锈性、清洗性的乳化剂如三乙醇胺油酸皂，后加石油磺酸钠6%~10%，二者具体用量应根据油质好坏，油试验确定。

4）添加稳定剂加入1%的乙醇，以增强乳化剂的乳化效果，扩大乳化范围，掩蔽乳化油的异味。

5）添加润滑剂和防锈剂加入少量的油性剂和10%左右的N15机械油及1%~3%的石油磺酸钡，以提高乳化油的润滑性和防锈性。

合成液与乳化液的比较表

合成液与乳化液二者相比可总结归纳为下表

合成液与乳化液的比较表
	合成液	乳化液
对水质的适应性	不怕硬水，稀释水中可含有较多的电解质	遇硬水或水中电解质含量过多乳化稳定性会降低，甚至破乳
冷却性	合成液是真溶液，润滑、冷却两种功能同时作用，冷却速度快	乳化液的润滑、冷却作用主要是由油相、水相分别起作用，故冷却速度慢些
清净性	因加有较多的表面活性剂清洗性好，但往往因清洗性过头而洗去导轨上的油或造成油漆剥落	清洗性不如合成液，如果乳化稳定性不够好，分出的油状粘性物质会粘附在机器上或引起砂轮堵塞
使用寿命	不易生菌，使用期长，但有时会有霉菌繁殖问题	易腐败生菌，使用期短
防锈性	只能使用水溶性防锈剂，防锈性不理想	可以使用油溶性防锈剂，防锈性好
可洗性	因全部由水溶性物质构成，加工后的零件很容易用水基清洗剂洗去	加工后的零件上留有一层薄油膜，不易被水基清洗剂洗去
泡沫	容易产生泡沫问题，一旦问题产生不易解决	泡沫问题不严重
对材质的适应性	使用硬质合金刀具时，可能会出现所谓“钴沥洗”问题而降低刀具的性能。锌、铝等对水敏感的金属已出现白透、色斑等问题。出现以上问题都需要靠调整配方加以解决	也有白锈及色斑问题，但不如合成液造成的问题那么严重
漏油的影响	漏入的润滑油浮在液面，易于除去，影响不大	漏入的润滑油易被乳化而降低乳化液的性能及使用寿命
对皮肤的影响	因清洗性、渗透性好，易造成皮肤脱脂而变得粗糙	对皮肤的影响小
废水处理	BOD、COD不易降低，处理困难	只要彻底破乳、分油，达到排放标准不难
极压剂	多用磷酸酯型	多用硫、氯型
经济性	因使用期长，经济性可能稍好些	—
环境卫生	好	稍差
外观	透明，操作时便于观察	不透明

油基切削液的管理

油基切削液在使用中出现的问题、产生的危害和采取的措施如下：新油加入与更换由于被切削材料、切削的粘吸消耗以及切削加工作业中的飞溅，油剂会逐渐减少，所以要时常补给新油。尽管不断补充新的油剂，也不能恢复初期的一次性能（即减少切削阻力、抑制切屑瘤、提高加工精度），二次性能（对机床、工件的防锈性、不冒烟、雾化程度低、质量均匀性、对人体无害、不腐败、不浸蚀涂料等性质）明显下降时，需要全部更换。全更换之间的使用期限一般为半年到一年。加入新油前，应将工作机械、切削液循环系统、油箱或油缸，用适当的洗涤油充分洗净。防止异种油类的混入如果混入机床用的润滑油、液压油等异种油类，就会使切削油有效浓度降低，影响切削性能。所以，要经常检查机床润滑系统和液压系统的密封情况，并及时采取措施，防止油泄露。平时根据润滑油和液压油的补给记录，来判定混入切削油中的异种油数量。碎屑清除装置的配备在使用中若有大量滞留切屑，则切屑容易啮入加工面而损坏刀尖，成为加工面啃切的原因。切屑还能促进切削液恶化。因此要保证油剂始终在清净状况下使用。在油剂循环时，须使其通过过滤网、过滤布、磁性分离器等，以便清除碎屑，而且应谋求早期除屑。避免水分混入水分的混入，使切削液的切削性能下降，同时成为自身生锈的原因。特别是含有氯系极压切削油，由于水解，生成盐酸，导致工件、机床锈蚀。水分混入的渠道是，露天存放时雨水浸入，上道工序用的水基切削液或水溶性清洗剂附着在工件上面而带入切削油中。因此，切削油最好在室内贮存；如果存放室外，就需要妥善保管。若前道工序使用水溶液，则需用热风吹除工件上的水分后才能加工。总之，要避免水分混入，以防止切削油的一次性能和防锈性能下降。切削液的一般管理项目除此以外，必要时还可以根据切屑、油污混入量、铜板腐蚀试验等，来判断这些管理项目对切削油的污染情况，这是防止问题产生和确定更油期的年重要手段。为了早期发现问题，对切削液定期检测是和必要的。

选择切削液

根据加工方法选择切削液
对于不同切削加工类型，金属的切除特性是不一样的，较难的切削加工对切削液要求也较高。切削过程的难易程度，按从难到易的次序排列如下：
内拉削－外拉削－攻丝－螺纹加工－滚齿－深孔钻－镗孔－用成形刀具切削螺纹－高速低进给切削螺纹－铣削－钻孔－刨削－车削（单刃刀具）－锯削磨削。
上述排列顺序并不是绝对的，因为，刀具的几何形状和工件材料的变化也会改变加工的难易程度。
下面对一些常用的加工方法如何选择切削液作简单的叙述。
１）车削、镗削
（1）粗车：粗车时加工余量较大，因而切削深度和进给量都较大，切削阻力大，产生大量切削热，刀具磨损也较严重，主要应选择用以冷却作用为主并具有一定清洗、润滑和防锈作用的水基切削液，将切削热及时带走，降低切削温度，从而提高刀具耐用度，一般选用极压乳化液效果更好。极压乳化液除冷却性能好之外，还具备良好的极压润滑性，可明显延长刀具使用寿命，提高切削效率，使用水基切削液要注意机床导轨面的保养，下班前要将工作台上的切削液擦干，涂上润滑油。
（2）精车：精车时，切削余量较小，切削深度只有0.05~0.8mm，进给量小，要求保证工件的精度和粗糙度。精车时由于切削力小，温度不高，所以宜采用高浓度（10％以上）的乳化液和含油性添加剂的切削液为宜。对于精度要求很高的车削，如精车螺纹，要采用菜籽油、豆油划其他产品作润滑液才能达到精度要求。正如上面所提到的，由于植物油稳定发差，易氧化，有的工厂采用了15％JQ－1精密切削润滑剂＋85％L－AN32全损耗系统用油作为精密切削油，效果很好。
（3）镗削：镗削机理与车削一样，不过它是内孔加工，切削是和切削速度均不大，但散热条件差，可采用乳化液作切削液，使用时应适当增加切削液的流量和压力。
２）铣削：铣削是断续切削，每个刀齿的切削深度时刻变化，容易产生振动和一定和冲击力，所以铣削条件比车削条件差。用高速刀具高速平铣或高速端铣时，均需要冷却性好，并有一定润滑性能的切却液，如极压乳化液。在低速铣削时，要求用润滑性好的切削油，如精密切削油和非活性极压油。对不锈钢和耐热合金钢，可用含硫、氯极压添加剂的切削油。
３）螺纹加工：切削螺纹时，刀具与切削材料成楔形接触，刀刃三面被切削材料所包围，切削力矩大排屑较困难，热量不能及时由切屑带走，刀具容易磨损，切屑碎片挤塞并且容易产生振动。尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更苛刻，有时会出现崩刃和断丝锥，要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性，以减少刀具的摩擦阻力和延长刀具使用寿命，一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液。此外，攻螺纹时切削液的渗透性能很重要，切削液能否及时渗透到刀刃上，对丝锥的耐用度影响很大，切削液的渗透性与粘度有关，粘度小的油渗透性较好，必要时可加入少量的柴油或煤油来提高渗效果。有的场合，如盲孔攻螺纹时切削液很难进入孔中，这时采用粘度大，附着力强的切削液效果反而更好。
下面列举几个攻螺纹用切削液的配方：
（1）10％硫化脂肪油、10％氯化石蜡、8％脂肪油、72％L－AN15全损耗系统用油。适用于钢、合金钢攻螺纹。
（2）0％JQ－2极压润滑剂、10％JQ－1精密切削润滑剂、70％L－AN15全损耗系统油。适用于钢、合金钢攻螺纹。
（3） 5％JQ－2极压润滑剂＋20％柴油机机油＋60％L－AN15全损耗系统用油。适用于铝和铝合金攻螺纹。
（4） 30％JQ－2极压润滑剂＋10％氯化石蜡＋10％脂肪油＋50％L－AN32全损耗系统油。适用于不铱锈钢及盲孔攻螺纹。
（5） 20％极压乳化油＋80％水，适用于钢标准件螺纹加工。
４）铰削：铰削加工是对孔的精度加工，要求精度高铰削属低速小进给量切削，主要是刀具与孔壁成挤压切削，切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃边上，影响刃带的挤压作用，破坏加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩，还会产生积屑瘤，增加刀具磨损铰孔基本上属于边界润滑状态，一般采用润滑性能良好并有一定良好性的高浓度极压乳化液或极压切削油，就可以得到良好效果。对深孔铰削，采用润滑性能好的深孔钻切削油便能满足工艺要求。
５）拉削：拉刀是一种沿着轴线方向按刀刃和齿升并列着众多刀齿的加工工具，拉削加工的特点是能够高精度地加工出具有复杂形状的工件。因为拉刀是贵重刀具所以刀具耐用度对生产成本影响较大。此外，拉削是精加工，对工件表面粗糙度要求严格。拉削时，切削阻力大，不易排屑，冷却条件差，易刮伤工件表面，所以要求切削液的润滑性和排悄性能较好。国内已有专用的含硫极压添加剂的拉削油。
对于不锈钢和耐热合金的拉削，可用下列配方：
20％JQ－2极压润滑剂,15％氯化石蜡，1％司本－80，64％L－AN22全损耗系统用油。
６）钻孔：使用一般的麻花钻钻孔，属于粗加工，钻削时排屑困难，切削热不易导出往往造成刀刃退火，影响钻头使用寿命及加工效率。选用性能好的切削液，可以使钻头的寿命延长数倍甚至更多，生产率也可明显提高。一般选用极压乳化液或极压合成切削液。极压合成切削液表面张力低，渗透性好，能及时冷却钻头，对延长刀具寿命，提高加工效率十分有效。对于产锈钢、耐热合金等难切削材料，可选用低粘度的极压切削油。
７）深孔钻：深孔钻（枪钻）是近年发展起来的深孔加工工艺。传统的深孔加工（也深与孔径之比大于5），需要钻、镗、粗铰、研磨等多道工序才能加工出有较高精度和较低表面粗糙度的孔。新工艺是采用结构特殊的刀具和高压冷却润滑系统，可将上述多道工序简化为一次连续走刀完成相当深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工。这种工艺效率高，经济效益显著。
性能优良的深孔钻切削液是深孔钻加工技术关键之一，深孔钻切削液必须具备下列性能。
（1）良好的冷却作用，消除由于变形及摩擦所产生的热量，抑制屑瘤的生成。
（2）良好的高温润滑性，减少刀刃及支承的摩擦磨损，保证刀具在切削区的高温下保持良好的润滑状态。
（3）良好的渗透性，排屑性，使切削液及时渗透到刀刃上，并保证切屑能顺利排出，因此，深孔钻切削液要求具有高的极压性和低的粘度。目前国内生产的801深孔钻切削油具备了良好的高温润滑性，冷却性和排屑性，已被广泛使用在进口和国产的深孔钻机床上，使用性能良好。
８）齿轮加工：滚齿、插齿时刀齿断续切削并有冲击力，故刀齿容易磨损，尤其在进给量大和高速切削时，刀齿的磨损就更严重，所以要求切削液具备良好的润滑性能。过去在滚齿、插齿中一般都是用20或30号机械油作切削油，由于机械油中不含添加剂，故加工的齿轮面粗糙度较差，刀具耐用度也低。近年来，许多工厂在原用机械油的基础上加进15％的JQ－1精密切削润滑剂，使加工的齿轮齿面粗糙度和精密度达到精密汽车的要求，刀具耐用度也明显提高。这是因为在机械油中加入JQ－1后，摩擦系数约降低30％，承受负荷能力提高50％以上，大大降低了切削时的摩擦阻力，使加工质量和刀具耐用度均有明显改善。对于高硬度材料的滚齿、插齿，用氯系添加剂和有机钼添加剂的切削油有明显效果。
对于高速切齿加工，用油基切削液，会产生较大的油烟，污染环境，而且由于冷却不充分，往往会造成工件表面烧伤，影响加工质量，刀具磨损也加剧，此时，最好选用具有强极压性的水基切削液，如含有硫、磷极压添加剂的水基合成切削液或高浓度极压乳化液，可克服高速切削时的油污染，加工质量和刀具磨损情况均比油基切削液好。但对原有的滚齿、插齿机床，必须采取措施，防止水进入转动部分，以免机床产生故障。
用硬质合金刀具进行齿轮加工，过去大部分采用干切削，工件温度升高，刀具寿命低。最近研制成功的EC滚切硬齿切削油，可以成功地用于滚齿加工，使工件温度下降，提高了齿轮的加工精度，刀具的寿命可延长80％~100％。
剃齿加工要求高的表面质量，为了防止粘刀，可采用含活性极压添加剂的切削油，又因为剃齿加工产生细小的切屑，为了使切屑容易冲掉，最好用低粘度的切削油，如果切屑分离不畅，会使已加工表面质量恶化。
９）磨削：磨削加工能获得很高尺寸精度和较低的表面粗糙度。磨削时，磨削速度高发热量大，磨削温度可高达800~1000℃，甚至更高，容易引起工件表面烧伤和由于热应力的作用产生表面裂纹及工件变形，砂轮磨损钝化，磨粒脱落，而且磨屑和砂轮粉末易飞溅，落到零件表面而影响加工精度和表面粗糙度，加工韧性和塑性材料时，磨屑嵌塞在砂轮工作面上的空隙处或磨屑与加工金属熔结在砂轮表面上，会使砂轮失去磨削能力，因此，为了降低磨削温度，冲洗掉磨屑和砂轮末，提高磨削比和工件表面质量，必须采用冷却性能和清洗性能良好、并有一定润滑性能和防锈性能的切削液。
(1) 普通磨削：可采用防锈乳化液或苏打水及合成切削液，简单配方如下。
A：2％防锈乳化液，0.5％亚硝酸纳，0.2％碳酸纳，97.3％水；
B：0.8％亚硝酸纳，0.3％碳酸纳，0.5％甘油，98.6％水；
C：直接用3％~4％的防锈乳化液或化学合成液。
对于精度要求和精密磨削，可使用H－1精磨液可明显提高工件加工精度和磨削效率，使用浓度为4％~5％。
(2) 高速磨削：通常把砂轮线速度超过50m/s的磨削称为高速磨削。当砂轮的线速度增加时，磨削温度显著升高。从试验测定，砂轮线速度为60m/s时的磨削温度（工作平均温度）比30m/s高约50％~70％；砂轮线速度为80m/s时，磨削温度比60m/s时又高15％~20％。砂轮线速度提高后，单位时间内参加磨削的磨粒数增加，摩擦作用加剧，消耗能量也增大，使工件表层温度升高，增加表面发生烧伤和形成裂纹的可能性，这就需要用具有高效冷却性能的冷却液来解决，所以在高速磨削时，不能使用普通的切削液，而要使用具有良好渗透、冷却性能的高速磨削液，才能满足线速度60m/s的高速磨削工艺要求。
(3) 强力磨削：这是一种先进的高效磨削工艺，例如功入式高速强力磨削时，线速度为60m/s的砂轮以每分钟3.5~6mm左右有进给速度径向功入，功除率可高达20~40mm3/mm.s，这时砂轮磨粒与工件摩擦非常剧烈，即使在高压大流量和条件下，所测到摩擦区工件表层温度范围达700~1000℃，如果冷却条件不好，磨削过程就不可能进行。在功入式强力磨削时，采用性能优良的合成强力磨削液与乳化液相比，总磨量提高35％，磨削比提高30％~50％，延长正常磨削时间约40％，降低功率损耗约40％，所以强力磨削时，冷却液的性能对磨削效果影响很大。
(4) 金刚石砂轮磨削：这是适用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬度高的材料的磨削加工，可以进行粗磨、精磨，磨出表面一般不产生裂纹、缺口，可以得到较低的表面粗糙度。为了防止磨削时产生过多的热量和导致砂轮过早磨损，获得较低的表面粗糙度，就需要连续而充分的冷却。这种磨削由于工件硬度高，磨削液主要应具备冷却和清洗性能，保持砂轮锋锐，磨削液的摩擦系数不能过低，否则会造成磨削效率低，表面烧伤等不良效果，可以采用以无机盐为主的化学合成液作磨削液。精磨时可加入少量的聚乙醇作润滑剂，可以提高工件表面加工质量。对于加工精度高的零件，可采用润滑性能好的低粘度油基切削液。
(5) 螺纹、齿轮和丝杠磨削：这类磨削特别重视磨削加工后的加工面质量和尺寸精度，一般宜采用含极压添加剂的磨削油，这类油基磨削液由于其润滑性能好，可减少磨削热，而且其中的极压添加剂可与工件材料反应，生成低剪切强度的硫化铁膜和氯化铁膜，能减轻磨粒》切削刃尖端的磨损，使磨削顺利进行。为了获得较好的冷却性和清洗性，切削液要保证防火安全，应选用低粘度高闪点的磨削油为宜。
１０）珩磨：珩磨加工的工件精度高，表面粗糙度低，加工过程产生铁粉和油石粉颗粒度很小，容易悬浮在磨削液中，造成油石孔堵塞，影响加工效率和破坏工件表面的加工质量，所以要求冷却润滑液具备较好的渗透、清洗、沉降性能。水基冷却液对细小粉末的沉降性能差，一般不宜采用。粘度大的油基磨削液也不利粉末的沉降，所以一般采用粘度小约(2~3mm2/s(40℃))的矿物油加入一定量的非活性的太太硫化脂肪油作珩磨油。
选择切削液的经济分析
选择切削液必须进行综合的经济评价。正确评价切削液的经济性，除考虑切削液的购入价格外，还需考虑切削液的管理费用，切削刀具的损耗费，切削工艺的生产率，切削液的使用周期以及由环境污染问题引起的切削液的废液处理费等。在所加工产品的总生产费用中，切削液的费用只占一小部分，即使是选用价格较贵的高档切削液，对正规加工费用的增加影响不会太大，但由于改善了加工性能，提高发产品质量，延长了刀具寿命等，可带来显著的经济效益，表1－10介绍了用传统切削液与壳牌公司生产的切削液进行切削加工的成本对比。从表中看出，尽管选用壳牌切削液比传统切削液的价格提高了50％，但由于提高了切削效率，延长了刀具寿命，使加工的总成本分别降了53％和65％，总体经济效益有显著提高。所以在生产中，应尽可能选择性能优良的切削液，以获得更好的经济效益。

水基金属加工液中使用杀菌剂的考虑因素

自从水作为金属加工液的主要组分以来，微生物的控制就成为使用中必须解决的问题。微生物的繁殖会导致加工液腐败，使工件生锈，危害人体健康，造成环境污染。有许多方法可用来控制微生物，如物理方法、机械方法、化学方法。人们已经认识到选用生物稳定性能好的加工液，并在使用中注意维护保养，可使加工液具有较长的使用周期。随着机械加工规模加大以及加工液集中润滑、冷却系统的不断应用，要求加工液有极长的使用寿命(1年以上)，否则更换一次加工液所需费用难以接受。然而即使选择好的普通加工液并认真维护也不能达到要求，所以必须采取向液中添加杀菌剂的方法，这是延长加工液使用寿命的最有效方法，在具体应用时，必须注意以下几个因素。

l 杀菌剂的作用

化学杀菌剂的主要类型有甲醛缩合物、异噻唑啉酮、烷烃衍生物、吗啉化合物、恶唑烷酮化台物、酚类. 吡啶衍生物、季胺盐化合物等. 化学杀菌剂对细菌的作用一是抑制微生物代谢活动，起抑菌作用，二是破坏微生物的代谢机制或破坏菌体结构，起杀菌作用. 例如，甲醛缩合物释放出的甲醛具有还原作用，能与蛋白质的氨基结合而使蛋白质变性，破坏菌体的细胞质；而酚类杀菌剂是对菌体细胞膜有损害作用并促使菌体蛋白质凝固。

金属加工液中的微生物分细菌和霉菌两种所有的杀菌剂对这两种微生物的作用都不均衡，因而在使用杀菌剂前，一个首要的准备工作，就是需要确定使用杀细菌剂还是杀霉菌剂或者两者都需要，这可以通过对加工液样品的检验来确定标准的平板计数法可以检出加工液中细菌和霉菌的数量. 国外常用的方法是使用微生物测试条，可同时方便地检出细菌和霉菌的数量。

选择杀菌、抑菌效果最好的杀菌剂是大家都希望的，除了在现场使用中检验外，实验室评价是首先要做的工作。实验室评价要尽量模拟加工液的实际使用环境，如维护时间和程度、金属切屑的存在．因为许多杀菌剂都和金属屑发生有益的或有害的反应，而维护方式和杀菌剂浓度同样对评价结果影响很大。评价时菌种的选取至关重要，最好是细菌和霉菌都包括，如果是评价一个具体的加工液系统，则需从该系统中提取菌种. 具体的办法可以参考美国ASTM E686—93 事实上，性能再好的杀菌剂，使用的时间久了也会使微生物变异而产生耐药性，解决的方法是交替使用或同时使用两种以上的杀菌剂，这样可以降低总的杀菌剂使用浓度.

2 杀菌剂与加工液的相容性

加工液配方中有许多成分诸如表面活性剂、PH值调节剂偶台剂润滑剂、消泡剂、防锈剂、极压剂及杀菌剂。通常来讲，我们把杀菌剂作为最终需要考虑的加工液成分，要求杀菌剂不降低其他成分的活性，也不和其他成分反应而被消耗. 使用杀菌剂的种类和数量受许多困索限制，如加工液的类型(乳化液、微乳液、合成液)、加工液受污染的情况、杀菌剂与液中其他成分的相容性以及具体的使用条件。杀菌剂不光要有好的贮存稳定性，而且在加工时使用的稀释液中也要保持稳定选择杀菌剂时，不仅要看它的杀菌效果，还要考虑其与加工液的相容性及其对加工液其他性能的影响，比如pH值稳定性、消泡性、防锈性、润滑性、乳化稳定性、浮油及气味的产生等性能：杀菌与加工液混合后能否保持加工液原有的预期性能是无法预测的，必须经过相当一段时间的贮存和使用后才能确定。向加工液中加入杀菌剂后不应引起任何浓缩液或稀释液物理性质的变化，但即使这样，也不能完全确定二者是否相容，需要做实验检查杀菌剂与其他成分是否发生化学反应，以及反应到什，厶程度，以判断杀菌刺在浓缩液中的贮存时间。杀菌剂必须能溶解在加工液的浓缩液中，这样稀释后才能均匀分散。现场添加的杀菌剂必须是水溶性的，才能使其分散到整个系统中。针对具体的加工工况，加工液的PH值都要求在一定的范围内，水基加工液一般都是碱性的。适宜的杀菌剂应能在加工液的整个pH值范围内都发挥作用，而不应使加工液的pH值上升或下降到超出控制范围，如Kathon 886MW在pH>9．2时不能使用。对于碱性加工液来说，能使之维持碱性的杀菌剂是最好的为了使稀释后的加工液有较好的初始化性能，对于一个使用时稀释2O～3O倍的加工液来说，浓缩液中杀菌剂浓度很高。浓缩液在贮存和运输过程中条件变化很大，温度波动从冬天的零度以下到夏天的40℃ 以上，要求杀菌剂在浓缩液中始终保持稳定。许多工厂为控制加工液的使用浓度，采用了在统一的大容器中稀释加工液然后再分给各小机床使

用的方法，稀释同时也加入杀菌剂，然而在这种集中贮存的稀释液中的杀菌剂也会逐渐丧失其杀菌能力。稀释液中使用杀菌剂的一个主要后果是它可能引起生锈，有的是杀菌剂直接引起生锈，有的是杀菌剂抑制了防锈剂的作用，因而在使用杀菌剂时，必须对其防锈性能作检验。

3 杀菌剂的使用安全性

健康和环保日益引起人们的重视，杀菌剂的毒性也成为选择时考虑的一个主要因素。以下的几个方面是必须考虑的，毒性低、不引起皮肤过敏、不引起遗传疾病、不引起细胞病变尤其是癌变。杀菌剂的毒性通常以大白鼠的急性口服∞ 数值来判断，低毒且杀菌抑菌浓度低的杀菌剂应成为首选。许多国家对在加工液中使用的杀菌剂作了限制。美国早在1972年就通过法律，只有经过美国环保局(EPA)注册的杀菌剂才准使用。1987年EPA甚至规定加工液中的杀菌剂必须通过大剂量的慢性毒性试验英国1990年发布的有害物质管理规定中列出了金属加工液中微生物危害的评价方法，并于1993年修改了危险品手册，要求金属加工液用杀菌剂须通过注册。德国1993年发布的危险物质技术条例中，禁止在金属加工液中使用含亚硝基的杀菌剂，这是为了防止加工液生成有致癌作用的亚硝酸盐慢性毒性试验的目的是检验杀菌剂的致癌可能性。甲醛是一种对人体有致癌作用的物质，它在金属加工液中普遍存在，加工液中使用最多的杀菌剂类型是甲醛释放剂，它会分解放出甲醛以达到杀菌效果. 使用这种杀菌剂时，需要对空气中的甲醛浓度定期检测，一般来说浓度超过0．000 05％则被认为有潜在的致癌危险大剂量的杀菌剂能显著降低微生物数量．但在

实际使用中是不必要的. 在一个相对较低的浓度时，杀菌剂就能抑制微生物繁殖，防止加工液腐败，同时不会使操作者接触浓度过高的杀菌刺，以减少对人体健康的危害.

4 使用杀菌剂的经济性

杀菌剂或许是加工液中最贵的一种组分，因而使用时考虑到成本也是必然的。杀菌剂的成本包括浓缩液中的成本和现场维护时添加的成本一单纯以每KG杀菌剂的价格高低来选择杀菌剂并不一定是最经济的，还需考虑它的使用效果. 然而分散到稀释液中后，杀菌剂的使用成本并不高。使用杀菌剂虽然需要一些费用，但它极大地延长了加工液的使用周期。我们知道，加工液腐败后，必须排放掉，再清洗系统，加入新液，不仅影响生产，而且所需费用很大，同时腐败的加工液对工件和系统的损害也很大。为了充分发挥杀菌剂的作用，必须防止加工液的污染，保持循环系统的清洁。系统中配备的过滤分离系统虽不能直接将微生物过滤掉，却能在过滤大颗粒切屑杂质时，将吸附在这些颗粒上的微生物一同带出，经过机械清洗后的系统更有助于发挥杀菌剂的作用。机床漏油是普遍存在的现象，加工液表面的浮油会萃取出液中的油溶性杀菌剂，从而降低杀菌剂的浓度，减弱杀菌效果。另外浮油的存在促进了厌氧菌的繁殖，为微生物提供了食品，因而必须采取措施减少机床漏油，并定期清除液面上的浮油。即使是暂时没有加工任务的机床，也应定期循环加工液，

以减少微生物的生长。台理的维护措施，会最大限度地提高杀菌剂的使用寿命，从而降低加工液使用成本。

5 结论

目前在水基金属加工液中使用杀菌剂是延长其使用寿命的最主要的一种方法，只有了解杀菌剂和金属加工液的性能，才能经济、有效地使用杀菌剂。

除考虑杀菌剂本身效果、杀菌剂与加工液的相容性外．还要注意到杀菌剂对人体健康的危害以及采取合理的维护措施．才能充分发挥杀菌剂的作用

半干式(微量切削油)切削加工

在德国、北欧，不使用切削油的切削加工方法作为当前主要课题进行研究。对于切削油产生的污染逐年收紧，所有与切削油废液处理有关的成本费用都在上升。

在切削油中，为了提高切削性而加入各种高压添加剂，其中也有氯系高压添加剂。在焚烧切削油的废液时，会产生剧毒性、致癌性、畸形性的二氧环己烷。因此，迫切要求切削油的非氯化。在德国和北欧、较早以前就已禁止使用氯系高压添加剂。

其次，必须加强切削油的管理。对于饮用水大多取自地下水的欧洲来说，切削油废液的排放，就直接影响饮用水的污染。因此，不仅禁止切削油废液的随意排放，就连切削油洒落在机床外部也是不许可的。使用后的切削油废液的管理及其限制也必须严格执行。减少切削油废液的方式就显得很有必要。在德国，要从切削油废液中除去油渣(污泥)，进行切削油的回收再循环使用相当普遍。

这些为保护环境而加强的规定，使得切削油的设备、管理、废液处理等的总成本费用上升，因而直接促使生产加工费用的上升。据说在德国与切削油有关连的费用已上升至生产加工费用的15～30%(图1)。

因此，在欧洲，干式加工用的刀具和刀具涂料的开发、新的切削油的开发等在加紧进行之中。在日本，明治大学横川教授研究的把零下30℃的冷风吹到加工点上进行干式切削加工的方法已取得了成果。

虽然可以期望在将来使用完全干式切削加工，但是要完全干式切削，则在刀具寿命、加工精度、表面光洁度等方面，还有许多必须克服的问题，所以可以预料，根据当前的现狀而转换使用不影响环境的切削油。特别是，重新评价在过去使用大量切削油的方法，研究切削油的适量化、微量化以及给油定点化等。

带油孔的刀具

拉延油的涂油方式

①手工刷涂：用毛刷涂在需要涂油的部分。
②滚筒涂油：有手动和自动两种。手工滚筒涂油一般是单面涂油，自动滚筒涂油一般涂在板材的两面。
③滴流：将油滴流在润滑点上。
④喷雾：用喷枪价格油喷射到润滑面上。
⑤泵送：附有自动给油装置的冲床，一般采用泵送油。

金属加工液控制
1.分配的责任控制
2.完全清洗系统
3.维持浓度
4.保持溶液无残渣
5.监视水质
6.必要时向溶液充空气、鼓泡
7.良好的工作环境
8.良好的设备维护
9.减少废油
10.必要时使用添加剂

切削工作液常见问题及处理方法

现象	产生原因	处理方法
产生锈蚀	浓度太低	添加原液，提高浓度
	PH值降低	添加PH值调整剂或切削液原液
	细菌含量增高	添加杀菌剂
	氯离子含量增加	添加去离子水，部分更换
	防锈剂减少	添加防锈成分
	金属颗粒影响	改善过滤条件
	酸性污染	改善环境条件
细菌增加，产生难闻气味	停机时间长	每日定时循环、加强通风、增养
	光照和通风不良	加强循环、通风、增养
	污染、杂物过多	清洁系统
	PH值降低	添加PH值调整剂或切削液原液
	监控不良	及时添加杀菌剂
	污水渗漏	排除污水渗入的途径
	漏油过多	解决渗漏点，及时除油
	系统中污渣、污泥过多	及时清理
泡沫高	浓度高	调整浓度
	喷口压力过大	检查喷嘴，改善喷液压力
	水质软	调整水质硬度
	系统消泡性能下降	适当添加消泡剂
	液位太低，泵产生孔穴	提高液面到正常位置，消除孔穴现象
杂油多	工件带入	解决泄漏点，减少泄漏人工除油离心机除油
	液压油泄漏
	导轨油泄漏
固体杂质及残留物	除渣和过滤变差或设备损坏	改善过滤和除渣系统
	细菌滋生	进行灭菌处理
	水质硬度过高	进行水质软化处理
	杂油过多	除油处理
	外界带入	保持系统清洁

金属切削液的成分与选择
根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下。
(1) 油或油基液体：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)，主体为矿物油，含或不含添加剂。
(2) 乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油。根据矿物油含量和油滴粒度可分为3种：粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度 2~10 μm；微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm；半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1 μm；
(3) 合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。
(4) 化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看，以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上。某些合成液体在使用中由于浓度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层。化学溶液是不含矿物油的水溶液。使用前用水稀释，有良好的冲洗、冷却效果，并应能防止接触区域的锈蚀。这类液体主要用于研磨，功能在于清洗和冷却，没有润滑性。切削液的选择，首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通常，不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金，在硫剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂，这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成分的HLB值，又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质，还应考虑诸成分的水溶性或在水中分散的性质。

高速铣削加工效率计算公式

高速铣削加工效率的计算与分析随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造业的企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、...
高速铣削加工效率的计算与分析
 随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造业的企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究，对比了不同铣床的加工效率，推导了高速铣削加工效率的计算公式。
1 加工效率的计算
 按照传统切削理论，切削加工效率ZW(cm3/min)可通过下列公式计算：ZW=v·f·ap (1)
式中v———切削速度
 f———进给量
 ap———切削深度
 根据分析与研究，我们认为式(1)不适用于高速铣削加工效率的计算，原因主要有两点：
 1)高速铣床的主轴转速相当高(如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min,，加工平面时转速也在35000r/min,以上)，如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属；
 2)在实际加工中，设定的转速和进给量只最大转速和最大进给量，实际的刀具转速和进给量时刻都在变化(HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况)，切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值迅速达到较高值又很快降到较低值，如此反复变化，这是铣削过程的客观反映，而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。
 因此，我们提出用单位时间内的金属去除量Z(cm3/min)表示加工效率，即
(2)
式中W———切削过程总的金属去除量(cm3)
 t———切削时间(<0,)
 式(2)更符合高速铣削的实际情况，用式(2)很容易实现对高速铣削加工效率的计算，同时也便于不同铣床加工效率的比较。

图1 零件示意图
 例如，原来在普通铣床上加工图1所示零件，为了缩短生产周期，一部分零件现采用高速铣床加工。这样，可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率。由于该零件的表面质量要求不高，高速铣削和普通铣削均能达到要求。事实上，高速铣削加工出的零件表面粗糙度要比普通铣削加工低1~2个等级。
 用单位时间内的金属去除量Z=W/t(cm3/min) 表示加工效率。试验中取铣削加工过程中的几个时间段，记录加工时间，测量在各个时间段零件加工前后的体积差，通过式(2)计算得到Z值。通过多次测量计算取Z的平均值，该平均值即可视为较准确的Z值。对于图1所示零件的高速铣削过程，由式(2)算得的Z值为

按照传统切削理论即按式(1)计算得

比较Z高速和ZW，显然ZW与该零件实际的高速铣削加工效率相差很大。
2 不同铣床加工效率的比较
 某研究所目前用于生产的铣床除HSM-700型高速铣床外，还有产的立式铣床和进口的铣削中心。国产铣床是二十世纪九十年代初购进的北京第一机床厂生产的XK5040-1型立式升降台铣床(以下简称国产普通铣床)，目前主要用于零件粗加工及少量铸铁件和钢件的加工；进口铣削中心是美国产VF-0 HAAS型铣削中心(以下简称进口普通铣床)，可用于粗加工和精加工。
对于图1所示零件，在国产普通铣床上加工的切削效率为 Z国普= W =3.073cm3/min t在进口普通铣床上加工的切削效率为 Z进普= W =7.277cm3/min t将Z高速分别与Z国普和Z进普进行比较，有 Z高速 =8.323 Z国普Z高速 =3.476 Z进普 由上述计算和比较可以看出，在高速铣床上加工该零件的金属去除率相当高，与国产普通铣床相比其优势更为明显(据操作工反映，甚至出现过高速铣床加工效率比国产普通铣床快10倍以上的情况)。当然，对于不同材质、不同形状和不同加工要求的零件，不同铣床的加工效率并不相同。对于加工面积较大的大型零件或形状特别复杂的零件，高速铣床具有更为显著的加工效率优势。高速铣床的效率优势主要体现为高的刀具转速n和高的进给速度Vf。在实际加工中，进给速度Vf 对加工效率的影响往往更大。
3 考虑成本因素的加工效率比较
 比较加工效率必须带有一定的约束条件，应结合企业的实际情况，考虑加工效率与生产成本的关系。用式(2)求得的加工效率Z除以加工成本C来表示考虑了成本因素的加工效率E(cm3/min?万元)，即
 式(3)中，为计算简便，设加工成本C 主要为制造费用(包括设备成本、设备维护费用、刀具损耗费用等)，并假设高速铣床、国产普通铣床、进口普通铣床的日常维护费用相等。为了能客观地反映实际加工效率，对2001年1月到2002年5月这一较时间段内的机床使用情况进行比较：
 瑞士MICRON HSM-700型高速铣床每台价值人民币C0高速=200万元；由于机床零部件价格昂贵，用于机床非日常维护的费用(包括故障检修、更换零部件等)为C2高速=9.5万元；在高速铣床上使用的刀具均为进口铣刀，价格较为昂贵，再加上缺少针对不同刀具和零件材料的切削用量规范，使得高速铣刀的使用成本较高，因此，从去年初至今，高速铣刀损耗费用为C3高速=14,548.13元。
 美国产VF-0 HAAS型铣削中心是1998年进口的普通铣削中心，当时价值人民币C0进普=80万元；机床使用性能较好，除日常维护外，至今没有出现需要维修的故障，C2进普=0.45万元；与高速铣床一样，所使用的刀具均为进口铣刀，除正常的刀具磨损外，很少出现刀具非正常损耗，铣刀损耗费用为C3进普=2,195.26元。
 1992年从北京第一机床厂购进的XK5040-1型立式升降台铣床，当时价值人民币C0国普=60万元；目前主要用于零件粗加工，虽然精度不高，但性能还比较稳定，除日常维护外，未出现大故障。2000年对其操作系统进行了改造(换装了西门子操作系统)，改造和检修的费用为C2国普=6.45万元；在此机床上既使用进口刀具也使用国产刀具，铣刀损耗费用为C3国普=1,377.62元。
 设机床的使用年限为20年，按照直线折旧法，机床每年折旧5%，则到2002年，三种铣床的当前成本分别为：
 由式(3)可求得考虑成本时三种不同铣床的加工效率分别为
 由计算结果可以看出，考虑成本因素后，高速铣削不再具有显著的效率优势(与进口普通铣削中心的加工效率接近)。这一比较结果说明，目前高速铣削的使用成本还比较高(其设备成本、维护费用和刀具损耗费用都比普通机床高出很多)。
 尽管目前采用高速铣削还达不到经济的切削效率，但并不说明高速铣削不具优势。首先，上文对铣削效率经济性的分析仅考虑了生产成本，并没有考虑时间效益。在技术飞速发展的今天，时间往往是更重要的经济因素。高速铣削加工在缩短加工工时方面的优势是很明显的。其次，上文所作加工效率比较是在高速铣床和普通铣床均能加工同一种零件的前提下进行的，事实上许多不适合(或不能)在普通铣床上加工的零件(如薄壁零件或对加工表面质量要求较高的零件)只能用高速铣床加工。第三，高速铣削技术作为一种新的加工技术在我国正经历不断发展的过程，为了获得高速铣削的经济加工效率，必须深入研究高速铣削机理，加快进行高速铣削工艺的科研开发，同时加强生产管理，提高操作者素质。相信随着对高速铣削技术研究的不断深入，加工的经济性等问题将得到很好解决。
4 结论
 *生产实践表明，高速铣床加工零件覆盖面广，特别适用于加工面积较大、形状复杂的精密零部件。零件加工精度高，废品率低。
 *传统的切削加工效率公式不适用于高速铣削，用单位时间内的金属去除量来表述高速铣削的加工效率更为准确。
 *单从机床的切削效率来看，高速铣床要高出普通铣床好几倍，但目前高速铣床的使用成本较高。在选择工艺方案时，可以考虑用普通铣床进行粗加工，用高速铣床进行半精加工和精加工。
 *只有深入开展高速铣削技术的科研开发，才能充分发挥高速铣床的加工效率优势。
一产品用途
1、高性能硫系极压抗磨剂，广泛应用于冲压拉伸、拉拔拉丝、轧制、挤压、攻丝、滚齿、切削等金属加工油中；
2、同样适用于水溶性金属加工液；
3、尤其适用于低味或近于无味的场合，适用于浅色油品场合。

切削液的选用原则

切削液的效果除由本身的性能决定外，　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.切削液一般先用原则包括以下几个方面.

　　（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，以免冷热不均匀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（6.0～３０m／min ）情况下，宜选用极压切削油或10%～12%的极压乳化液，以减小刀具与工件之间的摩擦和粘结，抵制积屑瘤.

　　　精加工铜用合金，铝用合金或铸铁时，宜选用粒子型切削液或１０％～１２％乳化液，如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，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，反而增大刀具与间的摩擦；也不宜采用水溶液，因为高温时水会使铝产生针孔.

　　　（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润滑摩擦状态，应选用润滑性能好的极压切削敞开中高尝试的极压乳化液.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.

金属切削工艺的润滑

概述：世界金属加工油液占世界总润滑油量5％以上，而且从以油基为主，逐步向水基发展。由于铝加工
业的比例增加，铝加工油品种和产量呈上升趋势。在国外金属加工液中，切削液一直占有较大比例，一般为50％左右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类，或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。我国目前亦大多沿用此分类。ISO于1986年通过IS06743/7，按油基、水基将加工液分为 MH和 MA两大类，又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类，共17类，该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准，制定了 GB7631.5。
金属的机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、拉拔、冲压、挤压等。一般习惯地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液，而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体。金属加工液则是泛指上述两类加工、作业用润滑剂。

（一）、金属切削液的选用（技术切削设备的润滑见机床的润滑特点）
大部分金属切削需要使用切削液，甚至在可以正常进行干切削的作业，如果选用适当的冷却润滑剂也可增
加工效。早在1883年，F.W.泰勒(Taylor)曾证明用冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%。
金属切削液的品种繁多。ASTM D2881把金属加工用的液体划为三类：(1)油和油基液体；(2)水基乳液及分散体；(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)。2类与3类之间的基本区别在于分散相的粒度和粒度分布。溶解油乳化液的平均粒度大于1 μm，真溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40 nm。胶体乳液(Ⅱ-C)代表了一种介于化学溶液与溶解油的乳液之间的中间状态，其粒度分布介于上述两等级之间。这种划分原则基本上是一个理论性的区分，因为从典型的矿物油到不含油的化学溶液之间，可能存在着无限度的等级。
近年来，金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域(2、3类)。由于这类液体以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，且可减少油雾，因此水基切削液的用量增大。以英国为例，水基切削液在整个切削液市场中约占60%。但是水基切削液与油相比存在着润滑性差，其次是锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”至关重要。合理选择、应用、监控和维护，对使用水基切削液特别重要。
1、金属切削液的成分与选择
根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下。
(1) 油或油基液体：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)，主体为矿物油，含或不含添加剂。
(2) 乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油。根据矿物油含量和油滴粒度可分为3种：粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度 2~10 μm；微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm；半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1 μm；
(3) 合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。
(4) 化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看，以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上。某些合成液体在使用中由于浓度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层。化学溶液是不含矿物油的水溶液。使用前用水稀释，有良好的冲洗、冷却效果，并应能防止接触区域的锈蚀。这类液体主要用于研磨，功能在于清洗和冷却，没有润滑性。切削液的选择，首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通常，不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金，在硫剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂，这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成分的HLB值，又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质，还应考虑诸成分的水溶性或在水中分散的性质。
选择切削液前应充分了解下列情况。
1.1 加工材料的性质
被加工的材料物理化学性质各异，反映在切削操作上就会有切削的难易和与切削液相容性等新问题。对较难加工的材料及其与切削液的相容性分别简略介绍如下。
铝：质软，切割易粘切具。乳化液如碱性强，与铝产生化学反应，造成乳液分层。应选用专用乳化液或石蜡基矿物油作冷却润滑剂。
黄铜：切削时产生大量细屑，易使乳化油变绿。含活性硫的油剂可使加工材料变色，如选油剂要有过滤设备。
青铜：剪切前产生显著的塑性变形，可使乳化液变成绿色。如选油剂要有过滤设备。
铜：粘韧，切削时产生微细卷曲的屑，可使乳化液变成绿色，影响乳化液的稳定，在活性硫作用下生污斑。如选用油剂要配备过滤设备。
可锻铸铁：切削时产生大量微细的具有化学活性的磨蚀性屑。这些活性细屑好似过滤介质，削弱了乳化液的活性，而且可生成铁皂，使乳化液变为红褐色，乳化液的稳定性变劣。如使用油剂，必须用离心机或过滤器把铁屑除去
铅及其合金：易切削，可生成铅皂，破坏乳化液的稳定。如使用油剂，对油剂有稠化倾向，要防止使用含大量脂肪的油剂。
镁：切削时产生细屑，可燃。一般不使用水基切削液，可采用低粘度油作为切削液。
镍及高镍合金：切削时局部产生高热，切屑可能烧结。可选用重负荷乳化液或非活性硫化油。
钛：产生磨蚀性、可燃的切削，易发生加工硬化现象，应用重负荷乳化油或极压油剂。
锌：切削面不规整，难以取得良好的光洁度，与乳化液生成锌皂，使乳化液分离，应选专用乳化液。
1.2 加工工况
刀具的作用是在主剪切区域把加工材料用强剪切力切除剥落。刀具的推进面和暴露的新鲜金属面之间，由于强烈的附着作用使推进面受到高的应力。因切割剥落的屑要移过刀具推进面，从而形成了第二剪切区域。在第二剪切区域产生的剪切作用使刀具受到最大摩擦力。润滑和冷却作用在此时同样重要。但属于金属去除的机械加工种类很多，又各有其独特的工况。一般认为，在低速加工(螺纹切削、扩孔和齿面切削)时，切削润滑剂的主要任务是缩小推进面与屑的粘结，作为边界润滑剂。在高速切削加工时，切削液的主要作用是降低摩擦热，带走热量。
那些切削液难以到达剪切区域的加工作业，给润滑、冷却造成很大的困难。通常对扩孔、齿轮切削(特别是滚齿)、深孔钻和镗孔、攻丝(特别是盲孔)、深套孔、车螺纹加工要精心选择适用的切削液。
1.3 油基和水基的特点
油基切削液指含添加剂的矿物油。水基切削液指乳液、合成液及化学溶液。笼统地说，低速重负荷切削需要充分的润滑，通常选用极压切削油剂。高速浅层切削，冷却是首要的，一般选用水基切削液。有些极压乳化液具有很好的润滑和冷却性，可以用于重负荷切削。一般的研磨加工，有时润滑反而有害，故可使用合成液或化学溶液。加工材料、刀具材质、机床构造也是确定选用油基液或水基液的重要依据。
2 使用和维护
2.1 配制(稀释) 只有水基切削液需要配制，即按一定比例加水稀释。水基切削液特别是乳化型的，在用水稀释时要注意以下几个方面。
2.1.1 水质一般情况下不宜使用硬度超过400的水，因高硬度的水中所含的钙、镁离子会使阴离子表面活性剂失效，乳液分解，出现不溶于水的金属皂。即使乳化液是用非离子表面活性剂制成，大量的金属离子也可使胶束聚集，从而影响乳液的稳定性。太软的水也不宜使用。用太软的水配制的乳化液在使用过程中易产生大量泡沫。
配制乳化液的水的适宜硬度应为50~200。可用去离子水和未经处理的工业水混配使用。我国幅员辽阔，切削液品种极多，因此在选购水基切削液之前，最好用当地的水作调配试验。一般禁止使用处理后的污水、含化学物质的水和二次水来配制乳化液。锅炉用的软化水也要慎用。
硬水地区的用户可采用碳酸钠法把水软化后使用。软化剂用量最好经试验确定。要防止软水后水的pH值过高。软水剂使用过度会破坏乳化液的稳定。
2.1.2 稀释
切削液的稀释关系到乳化液的稳定。切削液在使用前，要先确定稀释的比例和所需乳化液的体积。然后算出所用切削液(原液)量和水量。
选取洁净的容器，将所需的全部水倒入容器内，然后在低速搅拌下加入切削液原液。配制乳化液时，原液的加入速度以不出现未乳化原液为准。切削液原液和水的加入程序不能颠倒。不要在机床的油池(槽)内直接调配乳液。
2.2 切削液的使用
切削液的使用效果，首先取决于正确选用适合加工工况的切削品种，以及合理地调配稀释。但以下诸因素亦值得重视。
(1)循环液体总量
机加工过程中循环使用的切削液因飞溅、雾化、蒸发以及加工材料和切屑携带，不断地消耗。这种消耗以a(携带值)表示。其定义是：为了维持机床油槽原有切削液的体积，每月需补加切削液量，以原有体积倍数表示。例如，一个切削液循环系统的a=1，是指一个V为20　m↑3液体循环系统，每月需补充稀释后的切削液(或油)20 m↑3。欧洲汽车工业机加工的a值为1~1.5。个别切削液循环系统可低至0.25 ，即原来投入的切削液，假设不进行补充，4个月就会被携带完，也有高达a=4的。
携带值a与加工材料的形状关系很大。携带值a无疑与机加工费用相关。但携带值太小会增大切削液的维护费用。每立方米冷却剂一年的总费用K为：
K=k1+k2+k3（元/m3·年）
式中，k1为变换冷却剂的费用(原液+水)、废冷却液排放费用(劳力、清洗、充入水以及停工时间)；k2为携带值费用(液体因工件、切屑携出的损失及液体雾化、蒸发的损失)；k3为冷却剂的维护费用。从上式可知，携带值过大或过小都会增大费用。
冷却液的逐渐消耗，使循环系统的液体减少，液体温度上升甚至过热，冷却效力下降。冷却效力下降会影响加工件的精度，并使刀具硬度下降。切削液温度升高会加剧液体的雾化和蒸发，污染车间环境，进而增大液体消耗，形成恶性循环。通常机床的液槽(油槽)如处于半满状态就不能发挥液体的应有功效，而且液体易变质。
当使用油剂切削液(净切削油)的温度过高，危害更为严重。净切削油的冷却能力较低，且多用在那些难加工、发热量大的切削中。油槽内净切削油超温不但具有前述危害，还可能导致添加剂分解(分解可能产生有害物质)，损坏机床、加工材料和刀具，恶化环境。特别是含大量氯化物添加剂的净切削油，大多用于苛刻的机加工，产生的热量大。这时油槽应增多充油量，以增加热容量。
(2)切削液的流量
一般的机加工应保证压力、大流量。镗深孔和空心杆刀具可采用高压喷射冷却液，以利于把切屑冲刷出来。有些中低碳钢和钛材的钻孔加工采用脉冲式注射冷却液更有利，但要注意适合油泵的性能。苛刻的加工所使用的含氯净切削油，要加大流量。
流量的大小可用循环系数f表示。定义是每小时循环量为总容量的倍数。切削液循环系统的温度、泡沫、污染物含量对f都有影响。
(3)油嘴形状
油嘴的形状应适合被加工件的形状和大小，以及刀具种类和操作程序。良好的油嘴应使切削液一直保持液流平坦，使加工件各部分充分浴于液体内。油嘴形状要按实际效果来调整，基本要求是使最需要冷却和润滑之处得到足够的冷却液。
(4)泡沫
水基切削液和净切削油在使用中会发生泡沫过多的问题。泵速过大会造成液体湍流，或者油管阻力形成喷射会增大液体的泡沫。特别是水基切削液的泡沫性是其主要性能指标之一。
不同性质的切削液相混(如净切削油与乳化液相混)也会使泡沫增多。机床变更切削液前要洗净油槽和循环路线。此外配制乳化液时要避免激烈搅拌和空气搅拌。
过度软化的水和含碱的水会增加乳化液的泡沫。流体循环泵密封不严也会增大液体的泡沫。泡沫的危害使冷却润滑液失效和油槽容积的浪费。泡沫严重的冷却液会造成机床、刀具和工件损坏。
(5)机床的密封
经常检查机床的轴封(特别是用乳化液作为冷却剂时)，防止切削液串入机床齿轮箱、床头箱或其它密封的传动机构内。乳化液如果进入矿物油润滑系统将使机床磨损。含极压剂的净切削油串入机床传动或液压系统，危害较小。
2.3 切削液的维护
大型机械加工车间常采用集中冷却润滑系统。这类循环系统的冷却液不停地循环使用，油池寿命十分重要。延长油池寿命除了冷却液的质量和合理使用外，冷却液的维护也是重要的因素。冷却液、切削液的维护工作主要包括以下几项。
(1)确保液体循环路线的畅通
及时排除循环路线的金属屑、金属粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂轮屑，以免造成堵塞。
(2)抑菌
切削液(特别是乳液)抑菌生长的重要性是人所共知的。可采用定期投入杀菌剂和用超微过滤等手段抑制细菌的繁殖。
(3)切削液的净化
污染切削液的物质主要是金属粉末和砂砾细粉、飘浮油和游离水、微生物和繁殖物，特别是毛霉目真菌。
切削液内所含的固体粉末来源于加工件和刀具。这类固体不但易堵塞管路并有以下危害：(1)悬浮于冷却液内的粒子损坏泵的密封，增大刀具磨损，损害人的皮肤，影响加工质量；(2)固体沉淀在油池底部，与有机物聚结，形成一层有大量气孔的沉淀层，为微生物繁殖提供了有利条件，而霉菌的细丝更稳定了沉淀的固体；(3)切削液中的金属粉末具有很高的化学活性，可使切削液中的某些成分失效。菌污染使切削液酸败分解，霉菌的繁殖产生粘稠物，导致管路和喷嘴堵塞。
飘浮油是指机床传动和液压系统用油因机床密封不严漏入切削液系统的油。飘浮油的危害是使切削液系统的某些材料膨胀变形，干扰了乳化液的乳化平衡，使乳化液失去稳定性。而且飘浮油常浮于乳液油表层，阻挡了乳化液和空气的接触，导致乳化液缺氧，使厌氧菌快速繁殖，加速乳化液的腐败变质。
切削液被上述三类物质污染后，如采取分别去除污染的方法，手续十分繁琐。近年来开发了超细过滤方法，可除去固、液和大部分菌类污染物。但被超细过滤的切削液只限于含油少的微乳液或合成液，其成分在低浓度时不会构成胶束或其它凝聚物。
有一种循环再生系统可把上述三类污染物在一个整体系统内清除。这种系统包括多种设备，分别用来除去不同的污物。例如用撇油轮除去表面飘浮油；用高速离心机或纸质过滤器除去金属粉末和泥砂；用高压巴氏杀菌器灭菌。这类整体的冷却剂再生系统如图所示。整体的冷却剂再生系统
在循环再生过程中要向系统内补充10%~15%的新鲜冷却液，以弥补蒸发、漏损和加工件携带走的损失和添加剂的消耗。采用分批再生方式定期从切削液循环系统中抽出一定体积的液体，进行上述处理后再返回循环系统。
这种再生系统的特征是：配套完整，效率高，可从切削液中除去1　μm以上的固体颗粒和大部分飘浮油。主要优点是采用高压巴氏灭菌，省去了定期投放杀菌剂的麻烦，减少了杀菌剂对人身和环境的危害。
3、劳动卫生与环境影响人身健康和环境的主要原因是切削液所含的基础油和各种添加剂。这些物质对健康的危害主要有以下几方面。
(1)致癌切削液所含的高密度矿物油(相对密度大于0.9)属高芳烃含量的矿物油，易被乳化。但其中的多环芳烃(PCAH)是致癌成分。亚硝酸钠和三乙醇胺曾被广泛用于乳化液中，是有效的防锈剂。由于亚硝基二乙醇胺被证实为致癌物质，70 年代有些国家已禁止使用。
(2)油疹由于皮肤接触切削液中的油、菌类和金属屑而产生的油疹，是最常见的皮肤病。
(3)毛囊炎由于皮肤汗毛囊管受到油及外来物剌激所致，主要发生在手臂。
（二）、切削液使用中的问题及其对策。
1、切削波变质发臭的问题
　　切削液变质发臭的主要原因是：切削液中含有大量细菌，切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。耗氧菌生活在有矿物质的环境中，如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中，在有氧条件下，每 20～30min分裂为二。而厌氧菌生存在没有氧气的环境中，每小时分裂为二，代谢释放出SO2，有臭鸡蛋味，切削液变黑。当切削液中的细菌大于106时，切削液就会变臭。
(1) 细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:　
　　1）配制过程中有细菌侵入，如配制切削液的水中有细菌。
　　2）空气中的细菌进入切削液。
　　3）工件工序间的转运造成切削液的感染。
　　4）操作者的不良习惯，如乱丢脏东西。
　　5）机床及车间的清洁度差。
(2)控制细菌生长的方法
　　1）使用高质量、稳定性好的切削液。
　　2）用纯水配制浓缩液，不但配制容易，而且可改善切削液的润滑性，且减少被切屑带走的量，并能防止细菌侵蚀。
　　3）使用时，要控制切削液中浓缩液的比率不能过低，否则易使细菌生长。
　　4）由于机床所用油中含有细菌，所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。
　　5）切削液的pH值在8.3～9.2时，细菌难以生存，所以应及时加入新的切削液，提高pH值。
　　6）保持切削液的清洁，不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触。
　　7）经常使用杀菌剂。
　　8）保持车间和机床的清洁。
　　9）设备如果没有过滤装置，应定期撇除浮油，清除污物。
2、切削液的腐蚀问题
(1)产生腐蚀的原因
　　1＝切削液中浓缩液所占的比例偏低。
　　2＝切削液的pH值过高或过低。例如PH＞9.2时，对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。
　　3＝不相似的金属材料接触。
　　4＝用纸或木头垫放工件。
　　5＝零部件叠放。
　　6＝切削液中细菌的数量超标。
　　7＝工作环境的湿度太高。
(2)防治腐蚀的方法
　　1＝用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
　　2＝在需要的情况下，要使用防锈液。
　　3＝控制细菌的数量，避免细菌的产生。
　　4＝检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
　　5＝要避免切削液受到污染。
　　6＝要避免不相似的材料接触，如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。
3、产生泡沫的问题
　　在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
　　1＝切削液的液面太低。
　　2＝切削液的流速太快，气泡没有时间溢出，越积越多，导致大量泡沫产生。
　　3＝水槽设计中直角太多，或切削液的喷嘴角度太直。
(2)避免产生泡沫的方法
　　1＝在集中冷却系统中，管路分级串联，离冷却箱近的管路压力应低一些。
　　2＝保证切削液的液面不要太低，及时检查液面高度，及时添加切削液。
　　3＝控制切削液流速不要太快。
　　4＝在设计水槽时，应注意水槽直角不要太多。
　　5＝在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。
4、操作者皮肤过敏的问题
(1)产生操作者皮肤过敏的主要原因
　　1＝pH值太高。
　　2＝切削液的成分。
　　3＝不溶的金属及机床使用的油料。
　　4＝浓缩液使用配比过高。
　　5＝切削液表面的保护性悬浮层，如气味封闭层、防泡沫层。杀菌剂及不干净的切削液。
(2)在工作中，为了避免操作者皮肤过敏，应该注意以下几点
　　1＝操作者应涂保护油，穿工作服，带手套，应注意避免皮肤与切削液直接接触。
　　2＝切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
　　3＝使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用。
　　还有，氟橡胶、脂橡胶受切削液影响变形较小，在用作机床密封件时，可优先考虑。为了防止变形，机床密封件所用橡胶含脂量一般应大于35％。另外，为了有效防止切削液引起机床油漆脱落，可选择环氧树脂漆或聚腔酯漆。
　　总之，在正常生产中使用切削液，如果能注意以上问题，可以避免不必要的经济损失，有效地提高生产效率。

切削液的维护

（1）定期检测切削液使用浓度和PH值等常规项目。配制切削液时应使用较好水质的自来水稀释切削液，达到规定的浓度要求，并搅拌均匀。使用中应定期测试切削液浓度和PH值等指标，掌握切削液的使用情况。

（2）检测菌落数抑制细菌生长。切削液（特别是乳化液）很容易滋生细菌，可以采用定期投入杀菌剂和用超微过滤等手段抑制细菌的生长繁殖。

（3）确保切削液循环管路的畅通并及时排除磨屑。应及时清除循环管路中的金属屑、金属粉末、霉菌黏液、切削液的分解产物和砂轮屑等，以免堵塞冷却系统。清除这些物质后能提高切削液的清洁程度和加工性能。

（4）加工结束后机床的防护处理。加工结束后，应用切削液软管冲洗掉机床表面的切屑和磨粒。打开机床防护门，散去机床加工区的潮湿空气。因为在加工过程中，切削液不断喷淋在裸露的金属表面上，切削液中的防锈成分能有效防止机床加工区内金属表面的锈蚀。但当机床停机若干小时后，温度下降，加工中心切削液蒸发在空气中的水分便会冷凝在金属表面上引起锈蚀，所以采取上述措施非常必要。

（5）切削液的净化。污染切削液的物质主要是金属粉末和沙砾细粉、漂浮油和游离水、微生物和繁殖物，特别是毛霉目真菌。

（6）定期彻底清洗机床冷却系统，更换切削液。切削液使用一定时间后，由于细菌繁殖和磨屑沉积等因素，可能会使切削液循环不畅，此时应对冷却系统进行彻底清洗，然后更换新的切削液，减少切削液中细菌生长的机会

难切削材料的切削液的选用

合理选用切削液，可以有效地减小切削过程中的摩擦，改善散热条件，降低切削力、切削温度和刀具磨损，提高刀具耐用度和切削效率，保证已加工表面质量和降低产品的加工成本。
随着科学技术和机械加工工业不断发展，一些新型、高性能的工程材料得到广泛应用。这些材料大都属于切削加工性很差的难切削材料，这就给切削加工带来了难题。为了使难切削材料的加工难题获得解决，除合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量及掌握操作技术等切削条件外，合理选用切削液也尤为重要的条件。

在难切削材料中，有的硬度高达65～70HRC，抗拉强度比45号钢的抗拉强度高三倍左右，造成切削力比切削45号钢高200％～ 250％；有时材料导热系数只有45号钢导热系数的1／4～1/7或更低，造成切削区热量不能很快传导出去，形成高的切削温度，限制切削速度的提高；有的材料高温硬度和强度高，有的材料加工硬化的程度比基体高50％～ 200％，硬化深度达0.l～0.3mm，造成切削的困难；有的材料化学活性大，在切削中和刀具材料产生亲和作用，造成刀具产生严重的粘结和扩散磨损；有的材料弹性模量极小和弹性恢复大及延伸率很大，更难于切削。因为，在切削各种难切削材料时，要根据所切材料各自的性能与切削特点与加工阶段，选择相宜的切削液，以改善难切削材料的切削加工性，而达到加工的目的。

常用的切削液有：水溶液、普通乳化液、极压乳化液、矿物油、植物油、动物油、极压切削油等。其中，水溶液的冷却效果最好，极压切削液的润滑效果最好。一般的切削液，在200℃左右就失去润滑能力。可是在切削液中添加极压添加剂(如氯化石蜡、四氯化碳、硫代磷酸盐、二烷基二硫、代磷酸锌）后，就成为润滑性能良好的极压切削液，可以在600～1000℃高温和1470～1960MPa高压条件下起润滑作用。所以含硫、氯、磷等极压添加剂的乳化液和切削油，特别适合于难切削材料加工过程的冷却与润滑。下面介绍几种难切削材料加工时的切削液选用。

不锈钢：在粗加工时，选用3%～5%乳化液或10％～15%极压乳化液、极压切削油、硫化油；在精加工时，选用极压切削油或10%～20%极压乳化液、硫化油、硫化油80%～85%加CCl415%～20%、矿物油78%～80%加黑机油或植物油和猪油18%加硫1.7%、全损耗系统用油90%加CCl410%、煤油50%加油酸25%加植物油25%、煤油60%加松节油20%加油酸20%；拉削、攻螺纹、铰孔时，采用10%～15%极压乳化液或极压切削油、硫化豆油或植物油；在硫化油中加10%～20% CCl4、在猪油中加20%～30% CCl4、或在硫化油中加10%～15%煤油用于铰孔；在硫化油中加入15%～ 20%CCl4或用白铅油加全损耗系统用油或用煤油稀释氯化石蜡或用MoS2油膏用于攻螺纹；在滚齿或插齿时，用20%～ 25%极压乳化液或极压切削油；在钻孔时，用10%～15%乳化液或10%～15%极压乳化液、极压切削油、硫化油、MoS2切削剂。

高温合金：除采用切削不锈钢所用的切削液外，在粗加工时，采用硫酸钾2%加亚硝酸钾1%加三乙醇胺7%加硼酸7%～10%加甘油7%～10%加水余量；或采用葵二酸7%～ 10%加亚硝酸钠5%加三乙醇胺7%～ 10%加硼酸7%～10%加甘油7%～10%加水余量。

钛合金：粗加工时，采用3%～5%乳化液或10%～15%极压乳化液；精加工时，采用极压切削油或极压水溶液、CCl4加等量的酒精；拉削、攻螺纹和铰孔时，采用板压切削油或蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油、蓖麻油60%加煤油40%；钻孔时，采用极压乳化液或极压切削油、硫化油、电解切削液。

高强度钢切削加工时，除选用常用切削液和极压切削液外，用豆油或菜子油作为攻螺纹切削液，效果较好；加工铜时，用 CCl4加N32全损耗系统用油或用MoS2润滑脂作润滑剂；精加工纯铁时，用酒精稀释蓖麻油作切削液；切削软橡胶时，用酒精或蒸馏水作切削液。

防治金属加工液腐蚀的方法。

2)防治腐蚀的方法
　　1）用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
　　2）在需要的情况下，要使用防锈液。
　　3）控制细菌的数量，避免细菌的产生。
　　4）检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
　　5）要避免切削液受到污染。
　　6）要避免不相似的材料接触，如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等

切削液泡抹的产生和解决

金属加工液的腐蚀

　　1）切削液中浓缩液所占的比例偏低。
　　2）切削液的pH值过高或过低。例如PH＞9.2时，对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。
　　3）不相似的金属材料接触。
　　4）用纸或木头垫放工件。
　　5）零部件叠放。
　　6）切削液中细菌的数量超标。
　　7）工作环境的湿度太高。
论绿色切削液的必要性和可行性

摘要：本文简述了切削液的发展，指出在世界上有关健康、环保要求日益严格的今天，切削液存在的根本问题是其对人体和环境的危害性，提出了一些解决方法，认为研制对人和环境友好的绿色切削液是最符合目前切削加工发展需要的解决方法，并讨论了其可行性。
关键词：切削液，安全，健康，环境保护，绿色切削液

1 切削液的发展和现存难题
(1)切削液的发展
人们使用切削液，最早是从水开始的，后来使用简单的水基溶液(如石灰水、肥皂水等)和动植物油(如亚麻油)。直到二十世纪初，人们能够从原油中提炼出大量的润滑油以后，尤其是发明了各种润滑油添加剂以后，才真正开始了现代意义上的切削液的发展。
性能优良的切削液具有良好的润滑、冷却、清洗及防锈性能，对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等有着显著效果。切削液发展到今天，在机械加工业中应用广泛，使用量很大，成为种类众多，门类齐全的工业产品，取得了巨大的经济效益。现在的切削液主要分为不含水的油基切削液和主要成分是水的水基切削液两大类。油基切削液润滑性能好，冷却性能较差，水基切削液则反之，但其成本低，操作环境安全、干净，没有油雾和着火的危险；随着水基切削液性能的不断提高，其使用范围逐渐扩大，出现了油基切削液向水基切削液过渡的趋势。
水基切削液中，乳化液是矿物油加入乳化剂溶于水后形成的乳状溶液；合成切削液完全不含油，是由各种添加剂溶于水形成的透明水溶液；而微乳化液也是矿物油溶于水形成的，但其油的含量远低于乳化液中油的含量，表面活性剂含量却高很多，使分散在水中的油滴微粒的直径比乳化液小。由于微乳化液特有的组成特点，使得它兼有乳化液和合成切削液两方的优点，润滑、冷却、清洗、防锈性能均较好，且其使用寿命比乳化液长4～6倍。因此，发达国家已走过了从乳化液向合成切削液，再向微乳化液发展的过程，微乳化液得到了广泛的应用。我国目前仍以乳化液为主，机械行业在80年代出现了研制生产和应用合成切削液的热潮，从90年代才比较普遍地注重微乳化液的研制和应用。
虽然最早使用的水和动植物油仍是现代切削液的重要组成部分，但赋予切削液时代特征，并几乎决定切削液性能优劣的是其各种添加剂。常用的添加剂种类有：油性剂、极压添加剂、表面活性剂、乳化剂和乳化安定剂、防锈剂、防霉杀菌剂、消泡剂、抗氧化剂等。
上述各种添加剂，每一种都能解决某一方面的问题，如在轻载荷切削条件下，油性剂可显著提高切削液的润滑性能，而在重载情况下，则需要极压添加剂来满足润滑要求。但要使切削液具有优良的综合性能，则必须同时添加上述各种添加剂。如微乳化液除使用大量表面活性剂外，还有油性剂和极压添加剂、防锈剂、防霉杀菌剂、消泡剂、pH值调整剂等多种添加剂。
(2)切削液存在的根本问题
1)切削液危害人体键康
切削液对人体的危害首先是其添加剂的毒性，如常作为杀菌剂使用的苯酚类物质毒性很大；常用的效果较好的防锈剂是亚硝酸纳，而国际上普遍认为它与胺盐在某些条件下会形成致癌物质亚硝胺。其次是对皮肤的危害，因矿物油、表面活性剂的脱脂作用，或因防腐杀菌剂的刺激性，及无机盐、有机胺等碱性物质的作用，会使皮肤干燥、裂口、红肿而发生皮炎。三是对呼吸器官的危害，这主要是使用切削液时产生的油雾以及切削液散发的刺激性气味引起的；同时，这些油雾还会对眼睛产生一定的刺激。如甲醛有极强的杀菌力，常在切削液中充作杀菌剂，但它对人的眼鼻有强烈的刺激性，接触皮肤还会导致组织坏死。
美国Gen色ral Moter汽车公司通过专门的综合调查，比较了直接接触切削液的机床操作工、不直接接触切削液的装配工及从未在机床上工作的人，结论是机床操作工患呼吸系统疾病(咳嗽、呼吸困难、慢性支气管炎、鼻炎的较多，并且矿物油常引起气喘、咳嗽和鼻炎，而合成切削液会引起支气管炎[1]。
2)切削液危害环境
切削液对环境的危害主要是其废液对水资源的污染问题。矿物油是切削液的主要成分之一，其生物降解性差，能长期滞留在水和土壤中。美国环保局指出：油对水生物有极性致死毒性，也有长期亚急性致死毒性(即不会导致生物死亡，但破坏其正常的生态)。水中含油量超过lOppm，就会使海洋植物死亡，含油300ppm可使淡水鱼死亡。就算排放的废液经过严格的矿物油回收处理，其在水中的长期积累也不容忽视。切削液的添加剂对环境的污染也是多方面的。如常用作极压添加剂的短链氯化石蜡是海水污染物之一；在水基切削液中常用磷酸钠作防锈剂，而研究证明，磷酸盐的积累会使河流、湖泊因营养富化而出现赤潮[2]。
还有切屑中带有残存切削液的问题。切削加工中使用的切削液，或多或少总会存留在切屑上，大量堆积的切屑带有的切削液会污染土壤，切屑再生利用时切削液有毒有害成分也会污染环境。
针对切削液的安全、健康和环保问题，发达国家已制订了许多有关法律及标准，如美国劳动安全和保障国家机构规定，切削液油雾含量限制水平是5 mg／m3，现在则倾向于更严格：在不含有芳香烃(polyaromatic hydrocarbon)的切削液中限制为3mg／m3，对含有芳香烃的切削液则为0．5mg／m3；德国环保部门规定，某些切削液和带有残存切削液的切屑必须作为有毒有害废物处理。这些法规对切削液生产者、使用者，都增加了生产成本，不利于激烈的市场竞争，因此有关切削液安全、健康与环保问题成为本领域的研究热点和重点，大家都努力寻找解决此类问题的方法[3]。
(3)解决问题的途径
1)干切削
最彻底解决切削液上述问题的方法是采用干切削技术，即在切削加工中不使用任何切削液。它不但能解决切削液健康与环保的问题，还可以省去切削液使用和废液处理的费用，是最理想的解决问题的方法。现代切削技术、刀具材料及刀具设计技术的发展，为干切削的实施创造了条件：一是刀具材料的发展使刀具(片)承受更高的切削温度，因而减少了对冷却的要求；二是涂层技术的发展可减小刀具一工件表面之间的摩擦，减小了切削力，降低了对切削液润滑作用的依赖；三是合理加工方式与刀具设计及制造能力的提高，使切屑排出容易，减小了对切削液排屑作用的依赖。
干切削已成功地用于铸铁、铝材料的切削加工，对钢、镁等材料的加工也在实验和应用之中[4]。
2)传统切削液的替代品
研究最多的是液氮冷却，即将液氮作为切削液直接喷射到切削区。氮气是大气中含量最多的成分，液氮作为制氧工业的副产品来源十分广阔。使用液氮作为切削液，应用后直接挥发成气体返回大气中，没有任何污染物，对人体无害，从健康和环保方面看，是一种很好的切削液替代品。美国和印度等国的一些学者对液氮冷却切磨削加工进行了大量的实验研究，并初步得到了应用[5]。日本等国一些学者研制出低温喷气系统，将液氮冷却过的低温空气喷射到切削区而起冷却作用，效果也不错[6]。
3)绿色切削液
上述不污染环境的切削加工方法大都集中在无传统切削液的加工上，从目前发展情况来看，上述加工方法虽然各有其特点和优势，但使用范围还很有限，并且都面临切屑形成过程中润滑性差的问题，有时不得不使用一些润滑剂；另一个不容忽视的问题是工件及机床的锈蚀。
从目前情况看，在很长一段时间内，大多数切削加工还离不开传统切削液。因此，在保证切削液综合性能的基础上，人们正在大力推广应用低毒、低污染的绿色切削液，而无毒无污染的绿色切削液则是追求的远景目标。
2 绿色切削液的可行性
绿色切削液是指切削液在使用中对人和环境无害，其废液经处理所含油成分回收后，水可安全排放，残留废油和添加剂在自然界可完全降解，不会对环境造成任何污染。
植物油是可再生的资源，在自然中可完全降解，对人和环境没有危害性。国外已用它代替矿物油来研制油基切削液。与矿物油相比，植物油的应用受到其氧化和水解的不稳定性及老化性能的制约，但挥发性低，加入一定的抗氧化剂等添加剂后，性能能很好地满足某些加工要求，有广阔的应用前景。另外一种代替矿物油的方法是采用酯类油，现在国内外生产的各类酯类油中，生物降解率就可达90～100％，但价格较高。经过进一步研究发展，肯定能研制出完全降解的价格适当的产品，因此它是现在各国争先研究的重点内容[7]。
很多切削液添加剂已实现了无毒、无污染或低毒、低污染。如有机硼酸酯是一种新型的极压添加剂，它大部分由带羟基的物质(如醇)与硼化剂(如硼酸)反应而成，其特点是无毒，极压润滑性良好，并兼有防锈性和抗菌、杀菌功能，因此受到了越来越广泛的重视。钼酸盐能在金属表面形成Fe—MoO4一 Fe2O3钝化膜，是性能良好的防锈剂，且几乎没有毒性和对环境的危害性。欧洲许多国家在积极研究切削液中常用添加剂的可降解性和降解处理途径，一些自然型极压添加剂已在水基切削液中广泛应用。对于油雾问题，现在已可通过选择基础油(如氢化裂解的基础油)和酯类添加剂来抑制油雾的产生，并通过排烟、通风设备避免对工人的危害[2,8]。
经过多年不懈的努力，长寿命、低毒、低污染高性能切削液已经投入使用，最大对人体无害的可降解生物型切削液正在研制之中，我们相信，待以时日，对人和环境友好的绿色切削液一定能出现。
3 结论
(1)切削液存在的根本问题是其使用时对人和环境的危害，及其废液对环境的污染问题。
(2)干切削、液氮冷却、绿色切削液等都是解决切削液健康、环保问题的方法，但对人和环境友好的绿色切削液是最符合目前切削加工发展状况的解决方法。
(3)低毒、低污染切削液已推广使用，绿色切削液也能研制功能。
参考文献
[1]李良福，冷却液的生态问题，润滑与密封，1999，4。
[2]贾晓鸣，张秀玲，未来切削液的展望，工具技术，1998，1。
[3] Industry Round—up：metalworkiIlg Fluids-Occupational Exposure Limits for Oil Mists，hldustrial l-abrication and Tribology，Vd．51，Number l，1999．
[4] Hyatt．G．Hong，High and Dry，Manufacturing Engineering，119，3，1997．
[5] Shag Y．Hon9，Advancement of Economical Cryogemc Machining technology，Procedings of 3rd International Conference on Manufacturin9，1995．12．
[6]横川和彦，横川宗彦，冷风切削研削技术，机械技术，1997，8。
[7] Svajus Asadauskas，Oxidative Stability and Antiwear Properties of Hish Oleic Vegetable Oils，Lubrication Enginin9，December，1996．
[8]胡志孟，刘麒荣，硼化植物油的摩擦化学研究，润滑与密封，l999．2

钛合金的切削加工探析

钛合金以其比强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11%。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。
1 钛合金的切削加工性及普遍原则
钛合金按金属组织分为a相、b相、a+b相，分别以TA，TB，TC表示其牌号和类型。我公司某新型发动机所用材料为TA，TC两种。一般铸、锻件采用TA系列，棒料用TC系列。
特点及切削加工性
钛合金相对一般合金钢具有以下优点：
比强变高：钛合金密度只有4.5g/cm3，比铁小得多，而其强度与普通碳钢相近。
机械性能好：钛合金熔点为1660℃，比铁高，具有较高的热强度，可在550℃以下工作，同时在低温下通常显示出较好的韧性。
抗蚀性好：在550℃以下钛合金表面易形成致密的氧化膜，故不容易被进一步氧化，对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质均有较高的抗蚀能力。
另一方面，钛合金的切削加工性比较差。主要原因为：
导热性差，致使切削温度很高，降低了刀具耐用度。
600℃以上温度时，表面形成氧化硬层，对刀具有强烈的磨损作用。
塑性低、硬度高，使剪切角增大，切屑与前刀面接触长度很小，前刀面上应力很大，刀刃易发生破损。
弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面回弹量大，所以已加工表面与后刀面的接触面积大，磨损严重。
钛合金切削过程中的这些特点使其加工变得十分困难，导致加工效率低，刀具消耗大。
切削加工的普遍原则
根据钛合金的性质和切削过程中的特点，加工时应考虑以下几个方面：
尽可能使用硬质合金刀具，如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的超细晶粒硬质合金，成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。
采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长度，减小工件与后刀面的摩擦，刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度，避免尖角烧损和崩刃。
要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。
切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。
加工时须加冷却液充分冷却。
切削钛合金时吃刀抗力较大，故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，特别是在某些精加工工序时，必要时可使用一定的辅助支承。
以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，事实上，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。
2 钛合金切削加工的工艺措施
车削
钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施：
刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。
刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。
较低的切削速度。
适中的进给量。
较深的切削深度。
选用的具体参数见表1。

表1 车削钛合金参数表
工序	车刀前角g_o °	车刀后角a_o °	刀尖圆弧半径r_e mm	切削速度v m/min	切削深度ap mm	进给量f mm/r
粗车	5	6～10	1～2	40	3	0.2～0.3
精车	5	6～10	0.5	60	0.2～0.5	0.1

表1 车削钛合金参数表工序车刀前角go
° 车刀后角ao
° 刀尖圆弧半径re
mm 切削速度v
m/min 切削深度ap
mm 进给量f
mm/r
粗车 5 6～10 1～2 40 3 0.2～0.3
精车 5 6～10 0.5 60 0.2～0.5 0.1
此外还须注意以下3点：
充分冷却。
车外圆时刀尖不能高于工件中心，否则容易扎刀。
精车及车削薄壁件时，刀具主偏角要大，一般为75～90°。
铣削
钛合金铣削比车削困难，因为铣削是断续切削，并且切屑易与刀刃发生粘结，当粘屑的刀齿再次切入工件时，粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料，形成崩刃，极大地降低了刀具的耐用度。因此对钛合金铣削采取了3点措施：
铣削方式：一般采用顺铣。
刀具材料：高速钢M42。
从工件装夹及设备方面提高工艺系统刚性。
这里需要特别指出的是：一般合金钢的加工均不采用顺铣，因机床丝杠、螺母间隙的影响，顺铣时，铣刀作用在工件上，在进给方向上的分力与进给方向相同，易使工件台产生间隙性窜动，造成打刀。对顺铣而言，刀齿一开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚，在最初切入时刀具易与工件发生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃，就钛合金而言，后一矛盾显得更为突出。
此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点：
相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。
铣削速度宜低。
尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。
刀尖应圆滑转接。
大量使用切削液。
为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。
磨削
磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著下降，扩散和化学反应的结果，使工件被磨表面烧伤，导致零件疲劳强度降低，这在磨削钛合金铸件时更为明显。为解决这一问题，采取的措施是：
选用合适的砂轮材料：绿碳化硅TL。
稍低的砂轮硬度：ZR1。
较粗的砂轮粒度：60。
稍低的砂轮速度：10～20m/s。
稍小的进给量。
用乳化液充分冷却。
钻削
钛合金钻削比较困难，常在加工过程中出现烧刀和断钻现象。这主要是由于钻头刃磨不良、排屑不及时、冷却不佳以及工艺系统刚性差等几方面原因造成的。因此，在钛合金钻削加工中须注意以下几点：
刀具材料：高速钢M42，B201或硬质合金。
合理的钻头刃磨：加大顶角、减少外缘前角、增大外缘后角，倒锥加至标准钻头的2～3倍。
勤退刀并及时清除切屑，注意切屑的形状和颜色。如钻削过程中切屑出现羽状或颜色变化时，表明钻头已钝，应及时换刀刃磨。
加足切削液：一般用豆油，必要时可加法国OLTIP钻孔攻丝专用油。
提高工艺系统刚性：钻模应固定在工作台上，钻模引导宜贴近加工表面，尽量使用短钻头。
还有一个值得注意的问题是：当采取手动进给时，钻头不得在孔中不进不退，否则钻刃摩擦加工表面，造成加工硬化，使钻头变钝。
铰削
钛合金铰削时刀具磨损不严重，使用硬质合金和高速钢铰刀均可。工厂常用的有W18Cr4V，M42，YW1，YG8，YG10HT等。使用硬质合金铰刀时，要采取类似钻削的工艺系统刚度，防止铰刀崩刃。钛合金铰孔时出现的主要问题是铰孔不光，可采取以下解决措施：
用油石修窄铰刀刃带宽度，以免刃带与孔壁粘结，但要保证足够的强度，一般刃宽在0.1～0.15mm为好。
切削刃与校准部分转接处应为光滑圆弧，磨损后要及时修磨，并要求各齿圆弧大小一致。
必要时可加大校准部分倒锥。
两次铰削。粗铰余量0.1mm，精铰余量一般小于0.05mm。
主轴转速60r/min。
铰完退刀时，手铰不能反转退出，机铰应不停车退出铰刀。
攻丝
钛合金攻丝，特别是M6mm以下的小孔攻丝相当困难。主要因为切屑细小，易与刀刃及工件粘结，造成加工表面粗糙度值大，扭矩大。攻丝时丝锥选用不当及操作不当极易造成加工硬化，加工效率极低并时有丝锥折断现象。其解决办法如下：
优先选用一丝到位的跳牙丝锥，齿数应较标准丝锥少，一般为2～3齿。切削锥角宜大，锥度部分一般为3～4扣螺纹长度。为便于排屑，还可在切削锥部分磨出负倾角。尽量选用短丝锥以增加丝锥刚性。丝锥的倒锥部分应较标准的适当加大，以减少丝锥与工件的摩擦。
加工螺纹底孔时，先粗钻再用扩孔钻扩孔，以减小底孔的加工硬化。对于螺距为0.7～1.5mm的螺纹，底孔尺寸可加工到国标规定的标准螺纹底孔的上差并允许再加大0.1mm。
如果不受螺孔位置及工件形状限制，尽量采用机攻，避免手工攻丝进给不匀、中途停顿而造成的加工硬化。
加专用的法国OLTIP润滑油。

有机溶剂有哪些？

工业水中存在的氯离子，是一种促进金属腐蚀的离子，它主要表现为碳钢的全面腐蚀以及对不锈钢的孔蚀和应力腐蚀等方面。

虽然不锈钢在各种工业冷却水中具有很低的全面腐蚀速率，但在实际工业生产条件下，不锈钢设备，特别是各种工业水冷却器，腐蚀破坏的事故却十分严重且这些腐蚀破坏都是由局部腐蚀（主要是孔蚀和应力腐蚀破裂）造成的。

随着水资源日益短缺，合理用水和提高水的重复利用率迫在眉睫，由于循环冷却水中氯离子的最高允许量与浓缩倍数和操作条件密切相关，我国一些大型石油化工企业浓缩倍数不高的重要原因是受氯离子浓度的限制。

因而研究含氯离子中碱性水溶液中金属的腐蚀行为，开发耐氯离子缓蚀剂，对提高循环水浓缩倍数、节能、节水等无疑是十分重要的课题，世界各国也都努力地对该课题进行研究。

切削液在使用中出现的问题及其对策

切削液由于有冷却、润滑、清洗和防锈等功能，被广泛地应用在切削加工中。切削液在使用中经常出现变质发臭、腐蚀、产生泡沫、使用操作者皮肤过敏等问题，下面结合我们工作中的实际经验，谈谈切削液使用中的问题及其对策。

切削波变质发臭的问题
　　切削液变质发臭的主要原因是：切削液中含有大量细菌，切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。耗氧菌生活在有矿物质的环境中，如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中，在有氧条件下，每 20～30min分裂为二。而厌氧菌生存在没有氧气的环境中，每小时分裂为二，代谢释放出SO2，有臭鸡蛋味，切削液变黑。当切削液中的细菌大于106时，切削液就会变臭。
(1) 细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:　
　　1）配制过程中有细菌侵入，如配制切削液的水中有细菌。
　　2）空气中的细菌进入切削液。
　　3）工件工序间的转运造成切削液的感染。
　　4）操作者的不良习惯，如乱丢脏东西。
　　5）机床及车间的清洁度差。
(2)控制细菌生长的方法
　　1）使用高质量、稳定性好的切削液。
　　2）用纯水配制浓缩液，不但配制容易，而且可改善切削液的润滑性，且减少被切屑带走的量，并能防止细菌侵蚀。
　　3）使用时，要控制切削液中浓缩液的比率不能过低，否则易使细菌生长。
　　4）由于机床所用油中含有细菌，所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。
　　5）切削液的pH值在8.3～9.2时，细菌难以生存，所以应及时加入新的切削液，提高pH值。
　　6）保持切削液的清洁，不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触。
　　7）经常使用杀菌剂。
　　8）保持车间和机床的清洁。
　　9）设备如果没有过滤装置，应定期撇除浮油，清除污物。

切削液的腐蚀问题
(1)产生腐蚀的原因
　　1）切削液中浓缩液所占的比例偏低。
　　2）切削液的pH值过高或过低。例如PH＞9.2时，对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值。
　　3）不相似的金属材料接触。
　　4）用纸或木头垫放工件。
　　5）零部件叠放。
　　6）切削液中细菌的数量超标。
　　7）工作环境的湿度太高。
(2)防治腐蚀的方法
　　1）用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用。
　　2）在需要的情况下，要使用防锈液。
　　3）控制细菌的数量，避免细菌的产生。
　　4）检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内。
　　5）要避免切削液受到污染。
　　6）要避免不相似的材料接触，如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。

产生泡沫的问题
　　在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
　　1）切削液的液面太低。
　　2）切削液的流速太快，气泡没有时间溢出，越积越多，导致大量泡沫产生。
　　3）水槽设计中直角太多，或切削液的喷嘴角度太直。
(2)避免产生泡沫的方法
　　1）在集中冷却系统中，管路分级串联，离冷却箱近的管路压力应低一些。
　　2）保证切削液的液面不要太低，及时检查液面高度，及时添加切削液。
　　3）控制切削液流速不要太快。
　　4）在设计水槽时，应注意水槽直角不要太多。
　　5）在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。

操作者皮肤过敏的问题
(1)产生操作者皮肤过敏的主要原因
　　1）pH值太高。
　　2）切削液的成分。
　　3）不溶的金属及机床使用的油料。
　　4）浓缩液使用配比过高。
　　5）切削液表面的保护性悬浮层，如气味封闭层、防泡沫层。杀菌剂及不干净的切削液。
(2)在工作中，为了避免操作者皮肤过敏，应该注意以下几点
　　1）操作者应涂保护油，穿工作服，带手套，应注意避免皮肤与切削液直接接触。
　　2）切削液中浓缩液比例一定要按照切削液的推荐值使用。
　　3）使用杀菌剂要按说明书中的剂量使用。

　　还有，氟橡胶、脂橡胶受切削液影响变形较小，在用作机床密封件时，可优先考虑。为了防止变形，机床密封件所用橡胶含脂量一般应大于35％。另外，为了有效防止切削液引起机床油漆脱落，可选择环氧树脂漆或聚腔酯漆。
　　总之，在正常生产中使用切削液，如果能注意以上问题，可以避免不必要的经济损失，有效地提高生产效率

最大化切削液使用时间与经济效益

大多数的工厂，尤其是使用或大或小冷却液系统的工厂，都希望冷却液能够无限期使用，并且减少冷却液浪费和维护费用。为了达到这个目的，不仅要正确选择适合工厂的冷却液，还需要明白为什么有的配方的冷却液容易变质，注意冷却液过滤和循环使用的限制。

切削液有三种基本类型：

溶解油切削液，成分有石油，乳化剂和其他添加剂，例如用于特压润滑，防腐蚀，生物控制，湿润和消泡的添加剂。
半合成切削液，成分有溶解油与合成剂，且一般含有少于30%的矿物油。
合成切削液，不含油，但是含有化学润滑剂和其它添加剂，以提供防腐蚀，生物控制，湿润和消泡等性能。

无论哪种类型的切削液，所必须定期进行的最重要的维护项目是测量切削液的浓度。切削液浓度必须定期记录并且经常维护。切削液浓度通常为容积的3%-10%。大部分切削液都可以通过预混合或者通过使用比例调节器与水或是现有的溶液进行混合。自动的切削液比例调节器可以保证浓度的一致。不论使用哪种方法，都可以使切削液保持最佳水平，并且如果细致的记录了切削液和水的添加剂量，就可以跟踪所消耗的成本。

然而，通过持续的使用与循环，一些冷却液会选择性损失添加剂，这会引起一些严重的问题，例如，腐蚀，润滑性降低，起泡，微生物生长引起的气味和刀具磨损加剧。含有多种功能成分的切削液配方一般所损失添加剂会少一些。

含油切削液的特性

含油产品的性能倾向于不稳定，因为油必须被正确地乳化而且不同尺寸的油滴颗粒的分布在经过一段时间后变的不平衡。含油量越多的切削液，经过一段时间后越难以保持稳定性，影响因素如下：切削液会被硬水中的矿物质，微生物或系统中的杂质油所污染。含油的产品很难和工业用水混合和乳化，尤其是水质硬的时候。在某些情况下，需要利用混合设备或所用时间的技巧来达成令人满意的混合。

半合成和合成切削液更容易溶于水并且更容易在水中分散。

由于含油的产品必须使用大量的乳化剂，其易于吸收杂质油。一些剔除杂质油的循环系统也去掉了部分应该留在冷却液中的油。因此，在循环使用包含溶解油或者半合成混合切削液时，由于在去除杂质油的同时也去掉了有用的油性成分，而人为地增加了成本。

blue synthetic coolant图说明：杂质油很容易从合成切削液中分离

金属离子会对乳化剂以及乳化剂与油的结合起到负面影响。弱乳化系统通常会引入金属微粒将它们带入加工过程中。这些金属微粒会影响加工质量，对刀具寿命和表面精度产生负面影响。

另外，含油的切削液产品通常不能使用微细过滤的方法进行精处理，因为这样的过滤会在去除掉杂质和无用的成分的同时去除了有用的油性成分。

由于含油产品的油滴微粒尺寸分布广泛并且在液体中的电化学力也有很大差异，这些都会引起切削液成分的选择性损耗。这不仅出现在循环过程中，在使用切削液加工零件时也会出现。

基于生物和植物产品

切削液的生产商称，不包含石油磺酸盐的微乳化溶质和半合成混合物是具有生物稳定性的，并且该种切削液不会促进由细菌生长导致的硫化氢气体的生成，硫化氢气体会降解磺酸盐并生成恶臭气味。但是，经过长时间的使用微乳化溶液会有很明显的微生物活动，这会使乳化不稳定并且降低防锈性能。

尽管这些微乳化化学剂可以循环并使用很长时间，但是仍然会引入大量的杂质油，从而产生很多问题，例如冒烟，油雾，小金属微粒悬浮，油腻的表面，不准确的折射计读数和添加剂的选择性损耗。

另外一个化学切削液的创新是在使用溶解油的配方中的矿物油由植物油取代。在废物处理系统中迅速降解植物油的同时，说明他们也是细菌的主要食物来源并且促进了细菌在存贮槽中的更快的生长。

尽管这些溶质提供比矿物油更好的润滑性能，它们并没有改善吸收和分离杂质油的困难。植物油也难于乳化且它们的乳化的稳定性比较差。在具有矿物油时，它们由于热感应氧化而变得不稳定，且它们能够产生油腻的残余物和油雾。

合成切削液的优点

不含油的合成混合切削液可以延长刀具寿命并产生更好的表面光洁度。新的合成配方技术已经改进了这些混合物的性能，并使得它们更加有效，不均匀润滑的固体和杂质油可以被更迅速地去除。基于合成混合的切削液具有很强的去除杂质能力，无论是油基还是固体的，并且它们对于硬水中的杂质有很强的抵抗力。基于合成的切削液被配制为可以通过撇去储液槽顶部的液体或使用重力沉降分离使液压部件、齿轮、轴类零件或导轨中的润滑剂能够被容易的分离并去除。基于合成的切削液也可以过滤到10微米或更精细而不会失去有效成分。在某些要求严格的应用情况下，需要进行超过滤，以阻止切削液中的微粒影响切削或磨削加工并生成不理想的加工表面。

当精过滤含有乳化油或者半乳化油的切削液时，会同时去除掉乳化液中的有用的油性成分，这会降低切削液的润滑效果。由于合成切削液是完全溶解的，因此他们可以过滤到1微米，可以更加容易的去除金属屑和微小切屑。恰当配方的合成切削液几乎不包含细菌的滋长成分，即使在长时间的循环使用或放置后也不会产生难闻的气味。

由于乳化和配方上的差异，合成切削液通常比乳化油切削液消耗率更低。为了将废液减到最小并有效地减少处理液，基于合成的切削液通常和其他水基清洁剂还有防腐剂配合使用。不含油基成分的清洁剂和防腐剂可以和切削液一样进行循环。当能够对工厂所使用的液体进行整体概括性的计划和执行时，水溶性、合成化学剂的切削液是一个经济的选择。

撇除器可以从切削液去除大部分油性物质

关于循环使用

无论所使用的是哪种切削液，切削液的清洁和循环的执行前都应该进行一个全面的成本分析，该成本分析应该包括所有需要考虑的花费，包括停工时间和废液处理。切削液的化学成分，尤其是在不断变化状态下产品的稳定性，杂质的进入等都是开发有效循环系统的重要因素。设备的选择必须确保有效地去除杂质而不选择性地会除去切削液成分。

工厂有五台那么少的机床或者全部冷却液量的体积是500加仑或以上时应当考虑循环。

一些循环系统通过使用“温和”的处理方法来最小化从微乳化系统被划出的油量。但是由于乳化进一步微弱，这些系统甚至会出现油“漂浮在表面”的情况。新的溶解油或半溶解油可以成功的循环。但是，合成切削液为长期的循环和贮藏时间提供了最佳可能，伴随着低的消耗费用，清洁零件和机器以及降低生物活动的可能性。

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加工中心切削液的选择

影响切削液选用的因素很多，有时一些看起来不太重要的因素却成了决定切削液选用的关键。例如插齿一般是粗加工，齿轮经插齿成形后尚需经剃齿工序进行精加工，选用活性较低的切削油既可满足工艺要求，又可获得较长的刀具寿命。这一般是指在齿轮加工车间而言，若此同一台插齿机是在一个修配车间里，齿轮加工的批量很小又无后续的剃齿工序，显然就应该选用高活性的切削油，因为此时产品的质量是主要因素，而刀具寿命及加工效率则是次要的。所以切削液的选用因素及步骤不是固定的。但就一般情况而言，影响切削液选用的因素主要有加工工艺及相关条件（如加工方法、刀具及工件材料以及加工参数等）、对加工产品的质量要求、职业安全卫生、废液处理、有关的法规方面的规定、经济性等。选用的步骤大致是：根据工艺条件及要求，初步判定是选用油基还是水基。一般来说，使用高速钢刀具进行低速切削时用油基，使用硬质合金刀具进行高速加工时用水基；对产品质量要求高、刀具复杂时用油基，主要希望提高加工效率时用水基；对于供液困难或切削液不易达到切削区时用油基（如内孔拉削、攻丝等），其他情况下尽量用水基。总起来说，用油基可获得较好的产品光洁度、较长的刀具寿命，但加工速度高时用油基会造成烟雾严重，只能用水基。

根据加工工艺选用油基或水基的同时还应考虑到有关消防的规定、车间的通风条件、废液处理方法及能力以及前后加工工序的切削液使用情况等。此外还应考虑工序间是否有清洗及防锈处理等措施。

根据上面两个步骤，确定油基或水基之后，再根据加工方法及条件、被加工材料以及对加工产品的质量要求选用具体品种。假设已选定用油基，再根据被加工材料的特性（如硬度、韧性等）、加工的参数（在此条件下是否易形成积屑瘤等）以及产品的光洁度要求来确定切削油的极压性和活性。最后再根据切削时的供液条件及冷却要求选用切削油的粘度。在初步选定切削液后，还应从经济性的角度进行评价，从几种可能的方案中选出经济效果最好的切削液品种

水溶性金属切削液的性能和选取

金属切削液，即金属及其合金在切削加工过程中使用的工艺润滑油。金属切削液通常可分为以冷却为主的水溶性金属切削液和以润滑为主的纯油性金属切削液；水溶性金属切削液又可细分为可溶性油(乳化液)、半合成切削液(微乳化液)和合成切削液三种。在所有润滑油中，金属切削液的用量视各国的具体情况不同，约占其润滑油总用量的2%-3%，我国金属切削液的年用量约为6万吨左右，其中水溶性金属切削液和纯油性金属切削液各占50%左右的份额。

金属的加工方法繁多，其中金属切削加工是金属加工中最常见、应用最广泛的一种。根据工件的形状、精度及表面质量的不同要求，金属切削加工可分为车、铣、钻、刨、镗、铰、拉削、齿轮切削、螺纹加工及磨削等。本文主要讲述金属切削液中水溶性金属切削液的性能和选取。

水溶性切削液的主要性能

我们使用水溶性金属切削液的主要目的是:①延长刀具的使用寿命;②保证和提高工件的加工尺寸精度;③改善工件表面的光洁度;④及时排除金属屑，确保切削过程顺利进行; ⑤及时带走切削热，迅速均匀冷却刀具和工件等;⑥防止机床和工件产生腐蚀和锈蚀;⑦提高切削加工效率，降低成本。为实现上述目的，要求水溶性金属切液必须具备下列几方面主要性能。

冷却性能。在金属切削加工过程中，所消耗的能量，绝大部分(90%以上)都转变成切削热，它不但使刀具容易磨损，而且使工件容易产生局部烧伤或发暗，影响工件的表面的加工精度及加工质量。因此，要求水溶性金属切削液必须具有良好的冷却性能。
润滑性能。刀具在切削工件的瞬间，通常承受着极大的切削力作用，水溶性金属切削液良好的润滑性能可以减小刀具前刀面与切屑、后刀面与工件表面之间的摩擦与磨损，延长刀具的使用寿命，从而使工件获得良好的加工精度和粗糙度；更重要的是减少切削过程中产生积屑瘤(即刀瘤)的机会。
清洗性能。金属在切削(或磨削)过程中，油污、细小的切屑、金属粉末和砂轮砂粒等互相粘结，并粘附在工件、刀具和机床上，影响工件的加工质量，降低刀具和砂轮的使用寿命，影响机床的精度。因此，水溶性切削液应具有良好的清洗作用，减少细小的切屑及金属粉末等的粘结以利清洗，同时迅速将细小的切屑及金属粉末等及时冲走。
防锈性能。水溶性金属切削液在使用过程中大部分是水(约占80%-98%)，为锈蚀的产生提供了有利的环境，而水溶性金属切削液中的极压剂和某些表面活性剂往往会加剧金属的锈蚀；同时，水溶性金属切削液必须具备一定的防锈性能，使工件在加工过程中和加工后的短时间内不产生锈蚀；同时，水溶性金属切削液良好的防锈性能，也可保证切削液循环系统和机床内部不产生锈蚀及腐蚀现象，起到保养设备的功能。

同时，因为水溶性金属切削液的组成成分中含有如表面活性剂、基础油、油性剂和杀菌剂等，以及其与水混合的应用方式特点，要求水溶性金属切削液还必须具备良好的抗泡/消泡、抗菌性能，以及低毒/无毒性、硬水适应性和气味柔和等特点。

水溶性金属切削液的选取

选取金属切削液，首先要根据切削加工的工艺条件及要求，初步判断选取纯油性金属切削液或水溶性金属切削液。通常我们可以根据机床供应商的推荐来选择；其次，还可以根据常规经验进行选取，如使用高速钢刀具进行低速切削时，通常采用纯油性金属切削液，使用硬质合金刀具进行高速切削时，通常可以采用水溶性金属切削液；对于供液困难或切削液不易达到切削区时采用纯油性金属切削液(如攻丝、内孔拉削等)，其他情况下通常可采用水溶性金属切削液等。总之，要根据具体切削加工条件及要求，根据纯油性金属切削液和水溶性金属切削液的不同特点，同时考虑各个工厂的不同实际情况，如车间的通风条件、废液处理能力及前后道工序的切削液使用情况等，来选取具体的切削液类型。

其次，在选取了切削液类型后，还要根据切削加工工艺、被加工件材质及对工件的加工精度和粗糙度的要求等，初步选取切削液的品种。如选取磨削加工切削液时，我们不但要考虑普通切削加工的条件，更要考虑磨削加工工艺本身的特点：我们都知道，磨削加工实际上是多刀同时切削的加工工艺，磨削加工的进给量较小，切削力通常也不大，但磨削速度较高(30-80m/s)，因此磨削区域的温度通常都较高，可高达800-1000℃，容易引起工件表面局部烧伤，磨削加工热应力会使工件变形，甚至使工件表面产生裂纹; 同时，因为磨削加工过程中会产生大量的金属磨屑和砂轮砂末，会影响加工工件的表面粗糙度等；因此，在选取磨削加工的水溶性金属切削液时，我们更要求该切削液具有良好的冷却性、润滑性和清洗冲刷性。而根据工件材质的不同，在选取水溶性金属切削液时也要从不同材质的不同特性选取不同的切削液产品，如切削高硬度不锈钢，就要根据其硬度高、强度大、难切削等特点，选取极压性能好的极压型水溶性金属切削液，来满足切削过程中对切削液的极压润滑性能要求；而对于如铝合金、铜合金等材质时，由于其材质本身的韧性大、活性大等特点，在选取水溶性金属切削液时，则更要求切削液的润滑性、清洗性等，同时，不能腐蚀工件。

在上述初步选取了金属切削液后，还应该从切削液产品对人身的刺激性/毒性、使用寿命、废液处理、等方面综合考虑，最终选取正确的金属切削液的品种及使用浓度。在选取水溶性金属切削液时，我们首先要考虑产品的低刺激性、低毒性，以确保操作人员的人身安全；同时，各个使用厂家都强调切削液产品的使用寿命的长短，都要求所选水溶性金属切削液具有一个相对长的使用寿命，来满足工厂降低综合成本的要求，而且，较长的切削液使用寿命，不但降低了水溶性金属切削液的使用量，更减少了换液次数，减少机床停机时间，降低了人工费用，以及减少水溶性金属切削液的废液处理次数和处理以及由此而产生的大量废液处理费用；第三，随着各国对环境环保要求的不断提高，要求水溶性金属切削液的废液必须经过废液处理并达到国家及地方的三废排放标准，方可进行排放，因此，各工厂在选取水溶性金属切削液时，也把其废液处理难易程度列入选取标准之一。

根据水溶性金属切削液使用的特点，就使得任何一个水溶性金属切削液产品在使用过程中都难免会出现一些问题；因此，各用户通常还会把供应商的售后技术服务工作作为一个选取切削液产品的依据。所以，在选取正确的水溶性金属切削液之后，我们要十分重视对使用过程中的切削液产品进行有效的维护及保养工作。通常，可根据水溶性金属切削液使用条件、使用环境等的不同，确定一个合理的定期/不定期取样检测方案，通过取样检测分析，及时发现或预见使用过程中的切削液可能或已经出现的问题，及早加以处理或采取预防措施，避免问题的突出，给生产带来损失。水溶性金属切削液的维护及保养通常由切削液供应商的技术服务人员和用户的现场技术人员共同完成，通常可以通过检测使用中水溶性金属切削液的：浓度、PH值、防锈性、切削液稳定性(静置后浮油/浮皂量)、微生物含量(细菌、真菌、霉菌等)以及切削液的电导率(或总硬度)来加以评定分析，保证切削液的良好使用效果。

同时，由于水溶性金属切削液中通常都含有表面活性剂、油性剂、矿物油及少量水分，这要求水溶性金属切削液的储存周期不能太长；因此，为确保水溶性金属切削液产品的新鲜，供应商的生产能力、供货周期也应在水溶性金属切削液选取时加以考虑。

在金属切削液的选取中，水溶性金属切削液的选取因其使用特点则更显重要。

在国外，一些发达国家在进行水溶性金属切削液的选取时，在满足切削加工工艺要求的同时，更注重其对人身健康的危害、废液处理和综合成本等方面的选取；这一观点逐渐被国内金属切削加工行业所接受。根据这种情况，一些国外知名公司相继在80年代后期将其优质的水溶性金属切削液产品引进到中国，来满足中国市场的要求。

总之，在金属切削加工过程中，必然要用到水溶性金属切削液，为了我们的人身健康及对环境的保护，降低综合成本而提高效益；我们必须从多方面考虑，综合分析，选取更为适合的水溶性金属切削液产品。

切削液泡抹
水基切削液和净切削油在使用中会发生泡沫过多的问题。泵速过大会造成液体湍流，或者油管阻力形成喷射会增大液体的泡沫。特别是水基切削液的泡沫性是其主要性能指标之一。
不同性质的切削液相混(如净切削油与乳化液相混)也会使泡沫增多。机床变更切削液前要洗净油槽和循环路线。此外配制乳化液时要避免激烈搅拌和空气搅拌。
过度软化的水和含碱的水会增加乳化液的泡沫。流体循环泵密封不严也会增大液体的泡沫。泡沫的危害使冷却润滑液失效和油槽容积的浪费。泡沫严重的冷却液会造成机床、刀具和工件损坏。

产生泡沫的问题
　在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
　　1）切削液的液面太低。
　　2）切削液的流速太快，气泡没有时间溢出，越积越多，导致大量泡沫产生。
　　3）水槽设计中直角太多，或切削液的喷嘴角度太直。
(2)避免产生泡沫的方法
　　1）在集中冷却系统中，管路分级串联，离冷却箱近的管路压力应低一些。
　　2）保证切削液的液面不要太低，及时检查液面高度，及时添加切削液。
　　3）控制切削液流速不要太快。
　　4）在设计水槽时，应注意水槽直角不要太多。
　　5）在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。

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