切削液在金属加工中的应用
承德江钻石油机械有限责任公司 张丽娜
摘要：切削液在现在金属加工中广泛使用，不同的切削液有不同的润滑及冷却作用。合理的选用冷却液不仅可以降低切削温度，提高刀具耐用度，更能提高生产效率，保证加工精度。
而正确的使用方式也极为重要。本文从几个方面对切削液的选用及使用方法进行了论述。
关键词：金属加工 切削液 应用
切削液又称冷却润滑液，主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。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，通常使用切削液。合理选用切削液能使表面光洁度提高1~2级，切削温度下降100~150℃。
切削液主要包括非水溶性（油基）切削液和水溶性（水基）切削液。水基切削液又可分为乳化液（可溶性油)、微乳液、和化学水溶液。一般来说油基切削液的润滑性能好，水基切削液的冷却性能好，而乳化液既具有一定的润滑性和防锈性，又有一定的冷却性和清洗性，但是容易产生微生物而产生分解变质。
1. 切削液的选用
不同的切削液应用于不同的切削方式。因此，在切削液的实际操作中需要根据自身情况选择适宜的切削液。切削液的使用效果除取决于切削液的性能外，还与刀具材料、加工要求、工件材料、加工方法等因素有关，应综合考虑，合理选用。
1.1 依据刀具材料、加工要求
高速钢刀具耐热性差，粗加工时，切削用量大，切削热多，容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液，如3%～5%的乳化液或水溶液；精加工时，主要是获得较好的表面质量，可选用润滑性好的极压切削油或高浓度极压乳化液。硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应连续、充分地浇注，以免高温下刀片冷热不均，产生热应力而导致裂纹、损坏等。
1.2 依据工件材料
加工钢等塑性材料时，需用切削液；而加工铸铁等脆性材料时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易污染机床、工作地；对于高强度钢、高温合金等， 加工时均处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极压乳化液；对于铜、 铝及铝合金，为了得到较好的表面质量和精度，可采用10%～20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合液；切削铜时不宜用含硫的切削液，因为硫会腐蚀铜；有的切削液与金属能形成超过金属本身强度的化合物，这将给切削带来相反的效果。如铝的强度低，切铝时就不宜用硫化切削油。
1.3 依据加工工种
钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，导向部、校正部与已加工表面的摩擦也严重，对硬度高、强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳化液或极压切削油；成形刀具、齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，也应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液；磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好的冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液；磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液或极压乳化液。
目前我们公司选用的切削液有透明切削液、冷却膏及高级切削油，均为水基切削液，在使用中不同程度的加水稀释。卧式加工中心依刀具及加工工种选用了特种金属切削及磨削油，按照一定比例的加水稀释，在一定程度上提高了刀具的耐用度，也保证了工件表面的光洁度。
2. 切削液的使用方法
切削液不仅要选择得合理，而且要正确地使用，才能取得更好的效果。
2.1 浇注法
浇注法如图1所示，这是最普通的使用方法。虽使用方便，但流量小、压力低，难以直接渗透到切削刃最高温度处，效果较差。切削时，应尽量浇注到切削区。车、铣时，切削液流量约为10～20 L/min。车削时，从后刀面喷射比在前刀面浇注好，刀具耐用度可提高一倍以上。 图1 浇注法
2.2 高压冷却法
适于深孔加工，将工作压力约1～10MPa，流量约50～150L/min的切削液直接喷射到切削区，并可将碎断的切屑驱出。此法也可用于高速钢车刀切削难加工材料，以改善渗透性，可显著提高刀具耐用度，但飞溅严重，需加护罩。
2.3 喷雾冷却法
喷雾冷却法如图2所示。以0.3～0.6MPa的压缩空气及喷雾装置使切削液雾化，从直径1.5～3 mm的喷嘴中高速喷射到切削区。高速气流带着雾化成微小液滴的切削液渗透到切削区，在高温下迅速汽化
，吸收大量热量，达到较好的冷却效果。这综合了气体的速度高和渗透性好，以及液体的汽化热高、可加入各类添加剂的优点，用于难切削材料加工及超高速切削时，可显著提高刀具耐用度。
图2 喷雾冷却法
3. 切削液产生泡沫的问题
在使用切削液时，有时切削液表面会产生大量泡沫。
3.1 产生泡沫的主要原因
切削液的液面太低；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；水槽设计中直角太多或切削液的喷嘴角度太直。
3.2 避免产生泡沫的方法
在集成冷却系统中，管路分级串联，离冷却箱近的管路压力低一些；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；控制切削液流速不要太快；在设计水槽时，应注意水槽直角不要太多；在使用切削液时应注意切削液喷嘴角度不要太直。
4. 切削液的维护
根据有关经验，使用切削液应注意以下几点：
4.1 切削液的稀释应选用水质较好的自来水
4.2 准确掌握切削液浓度，尽量使用浓度计或严格按一定比例来控制。
4.3 加工结束后，用切削液软管冲洗掉机床表面的切屑和粒渣。打开机床防护门，使机床加工区的潮湿空气散去。
这样做的原理是：在加工过程中，只要切削液不断喷射，涂敷在裸露的金属表面，切削液中的防锈添加剂就可防止机床加工区内的金属表面锈蚀。但当机床停机若干小时后，可能会产生锈蚀。因为在加工时，切削液的水在蒸发，使机床加工区形成了几乎100%的相对湿度。机床一旦关机，温度便开始下降，空气中的水分便冷凝在金属零件表面。由于冷凝水会逐步稀释防锈漆加剂，从而使存留于切削液的抗腐蚀性逐渐丧失。所以采取上述措施，非常重要。
4.4 定期检测切削液使用浓度和pH值。
4.5 定期彻底更换或清洗机床冷却系统(如HM8000冷却系统，厂家建议最好一年一次），减少切削液中细菌生长机会。
切削液是机械加工行业重要的配套材料，它的质量、品种、水平及使用方法直接影响机械零部件的加工质量、生产效率、能耗与材耗。合理的选用及使用切削液可以帮助我们提高生产效率，降低成产成本、延长刀具的使用寿命，提高产品的外观质量。
参考文献：
[1] 李环：《华通技术》，2007/3~4 ，第56-57页。
[2] 上海机器制造学校：《金属切削原理与刀具》，机械工业出版社，第65-68页。
[3] 劳动部培训司组织编写：《车工工艺学》，中国劳动出版社，1993年，第12-13页。
第二篇：在金属加工中如何选择金属切削液(金属加工液)
关键词：金属切削液，金属加工液
文献摘自：.cn
很多用户在金属加工中不知道如何选择金属加工液，不知道到底选择油基切削油好，还是选择水基切削液好。技术专家们跟大家谈谈在金属加工中如何选择切削液，以及切削液的区别及选用标准。
一、水基金属切削液与油基切削液相比，润滑性能相对较差，冷却效果较好;而油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。
二、慢速切削要求切削液的润滑性要强，一般来说，切削速度低于30m/min时使用油基切削液。含有极压添加剂的切削油，无论对任何材料的切削加工，当切削速度不超过60m/min时都是有效的。在高速切削时，由于发热量大，油基切削液的传热效果较差，会使切削区的温度过高，导致切削油产生烟雾、起火等现象，并且由于工件温度过高而产生热变形，影响工件加工精度，故多用水基切削液。
应选用水基切削液的情况如何下：
1、对油基切削液潜在发生火灾危险的场所；
2、高速和大进给量的切削，使切削区趋于高温，冒烟激烈，有火灾危险的场合；
3、从前后工序的流程上考虑，要求使用水基切削液的场合；
4、希望减轻由于油的飞溅及油雾的扩散而引起机床周围污染和肮脏，从而保持操作 环境清洁的场合；
5、从价格上考虑，对一些易加工材料及工件表面质量要求不高的切削加工，采用一般水基切削液已能满足使用要求，又可大幅度降低金属切削液成本的场合。
应考虑选用油基切削液的情况有：当刀具的耐用度对切削的经济性占有较大比重时（如刀具价格昂贵，刃磨刀具困难，装卸刀具辅助时间长等）；机床精密度高，绝对不允许有水混入（以免造成腐蚀）的场合；机床的润滑系统和冷却系统容易串通的场合以及不具备废液处理设备和条件的场合等。