金属切削液范文第1篇

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剂称为切削液，而把金属变形用的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、作业用剂。

（一）、金属切削液的选用（技术切削设备的见机床的特点）

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。

ASTMD2881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1μm，真溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40nm。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(SumpLife)”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ASTMD2881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ASTMD2881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2~10μm；微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1μm；半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1μm；

(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剂。

(4)化学溶液：不含油，属ASTMD2881分类中的Ⅲ。从以上成分来看，以切削油的性最好。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。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，切削剂的主要任务是缩小推进面与屑的粘结，作为边界剂。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、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，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和冷却性，可以用于重负荷切削。一般的研磨加工，有时反而有害，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20m3液体循环系统，每月需补充稀释后的切削液(或油)20m3。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

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。

金属切削液范文第2篇

关键词：集中冷却液系统；切削液；选用；管理与维护

中图分类号：TE626.39　文献标识码：A

0 引言

随着我国国民经济的快速发展，带动了汽车、制冷、设备制造等行业的扩张式增长。独资、合资制造企业的不断涌入，新的生产线的不断引进，加快了各种新工艺、新设备、新管理模式的应用。新型的生产流水线作业不仅加快了生产节拍、提高了加工精度，也对生产中使用的金属加工液提出了更高的要求。在汽车发动机、传动器、压缩机等的生产线中已经逐步由以往的单机供液的方式向集中供液的方向上转变。同时集中供液的系统也逐渐由较小的30～50t向100～300t的系统转变。

在使用切削液的过程中，有很多厂家由于对切削液的选取、使用和维护方法了解不够，出现了集中冷却液系统的切削液使用寿命较短，加工精度不高，部件锈蚀等问题。因此，在切削液使用过程中，合适有效的管理与维护是非常必要的，它不仅可以确保生产的顺利进行，还可以相应的节约成本，提高生产效率。

1 切削液的分类及选用

1.1切削液的分类

切削液按矿物油在其中的含量及液滴的大小等可以分为三类：乳化液、半合成切削液及全合成切削液。

乳化液是比较早的传统型的切削液。它含基础油在60％以上，液滴比较大，一般在5μm左右，因此它的稀释液不透光而呈乳白色。其优点是应用范围比较广，冷却能力较均衡，价格较低，废液处理较简单。缺点一是稳定性较差，容易滋生细菌、真菌等微生物，从而降低使用寿命；二是由于液滴较大，带走量也比较大，导致成本增加。乳化液可应用于各种通用加工工艺。

半合成切削液含有较多的乳化剂，基础油的含量在5％～40％之间。液滴比较小，大约在1μm左右，在稀释后由于液滴较小的缘故光线可以部分透过，因此呈半透明状态。它的特点是品种众多、应用范围极广，具有良好的综合性能。性价比好，稳定性强，通常使用寿命都在1年以上，特殊的可以达到3-5年。同时由于液滴小，相对于乳化液带走量也较少。缺点是废液处理相对复杂。应用于各种切削、磨削加工。

全合成切削液中不含有任何基础油，其中的主要成分是防锈剂、表面活性剂及一些性能添加剂。它的所有组分均是完全水溶性的，在稀释后呈完全透明状。它有极佳的冷却性能、润湿性能及沉降性，在磨削加工中使用广泛。由于性差的原因，使其使用范围受到了一定的限制，但是近几年国外的一些全合成的切削液产品由于添加剂水平的提高已经可以在深钻孔、攻丝、拉削加工中使用。

1.2集中冷却液系统切削液的选用

切削液选用的原则首先要考虑到加工的工艺。例如在汽车发动机缸盖的生产线中主要的加工工艺是铣削、钻孔、绞孔及精镗加工，因此在选择切削液的类型上应以半合成切削液为主。而在压缩机气缸、曲轴的生产线加工中以轻负荷的铣削和磨削为主，因此此时选用全合成的切削液比较适宜。

其次，要考虑到加工的材质、速度与精度等。由于在实际生产中加工的材质种类繁多，如高硬度合金、不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金、铜合金、普通钢、铸铁等。不同材质的产品在加工中所要求的切削液的加工性能、耐锈蚀性、抗硬水性都是不同的，因此切削液的选择必须与之相适应。同时由于加工的速度、精度不同，对于切削液的与冷却性能的要求也不相同。通常国外的切削液基本以加工材质的不同分为：难加工金属如高硬度合金用切削液，有色金属如铝、铜合金用切削液及黑色金属如铸铁、普通钢用切削液三大类。同时每一大类又按照加工的速度、精度、难易程度分为不同的级别。国内的切削液分类相对比较简单，品种也相对较少，此时选用主要应考虑到具体的功能性添加剂的种类与含量。

此外，要考虑到切削液的消耗、寿命与废液处理等。在使用系统及环境相同的条件下，切削液的消耗通常半合成的要比乳化液消耗量减少20％-30％左右，全合成的要比半合成的减少6％-12％左右。集中冷却液系统切削液的使用寿命通常要求不低于1年，因为一般的集中冷却液系统都在100t左右，换液时间比较长，同时费用也较昂贵。在目前的进口生产线上基本都要求在2年以上。乳化液的使用寿命通常不会超过1年，半合成全合成切削液通常在1年以上，在日本及欧洲一些国家中一些大型的集中冷却液系统的使用寿命已经达到了4-6年。

集中冷却液系统使用的切削液选用不同于单机切削液的选用，因为它的生产工艺繁杂，加工方式较多，同时可能加工几种材质的部件，使用寿命也要求相对较长，所以在选用时应以选择高端的产品向下兼容为主要原则。如系统中有铣、钻、绞几种工艺则应以钻、绞为主；有普通钢、铸铁、有色金属则应以有色金属为主。

2 切削液的初装与更换

集中冷却液系统切削液使用的好坏与寿命的长短同切削液的初装或更换新液时的流程有很大的关系。但是―般的厂家或使用者对此没有给予充分的重视。

在切削液初装之前一定要对设备的工作台、管线、液箱、过滤系统做仔细的清洗，同时在添加清水冲洗时要添加一定量的杀菌剂、防锈剂对管线、液箱中可能留存的细菌真菌进行彻底的杀灭及临时的设备防护。如果是更换系统中旧有的切削液则应在更换切削液前添加系统清洗剂对工作台、管线、液箱、过滤系统中的浮油、杂质、细菌真菌进行清理及杀灭，再排放完废液，清理完所有的杂质以后再用清水漂洗，然后才能添加新液。同时配制新液时一定要用去离子水，并将原液向循环中的稀释用水中不断缓慢添加。原液向水中添加搅拌均匀后会得到稳定的水包油乳液，如果顺序相反则不能得到稳定的乳液，影响切削液的稳定性及使用性能。新液的稀释用水指标见表1。

3 切削液的日常管理与维护

切削液的日常管理与维护一般分为两个方面：设备的日常管理与维护和切削液的日常管理与维护。

3.1设备的日常管理与维护

每天定期检查管路、过滤系统、进排液系统的使用状况，尤其是过滤系统的链轨、滤布及出液口的泵送压力等，要仔细检查，做到及时发现问题及时解决，避免影响生产的现象发生。

3.2切削液日常管理与维护

切削液的日常管理与维护包括：日常检测与现场问题快速处理两个方面。

3.2.1日常检测

浮油：浮油通常是由于系统中设备的油品泄漏产生，也有一些是由于切削液不稳定造成其中

的基础油析出产生的。它对于切削液的危害非常大。由于油的密度低于水，因此切削液箱中的大量浮油，会隔绝切削液与空气接触，造成厌氧菌的大量快速繁殖，直接威胁到切削液的使用寿命，当浮油超过0.5％时必须采取措施立即清除。

浓度：现场快速检测浓度使用折光仪，而实验室检测一般使用的是滴定方法。当切削液使用时间比较短，或虽经长时间的使用，但状况还比较好的情况下，二者的数值应比较接近。当使用时间比较长，切削液的性能已经大幅度下降时，二者的数值会相差很大，多的时候可以达到3％～4％之间，此时应以滴定浓度为准。某公司150t集中冷却液系统切削液使用两年时间中的切削液浓度变化情况见图1。

pH值：pH值是切削液维护中的一个非常重要的指标，它是在现场没有细菌板测试的情况下快速反应细菌繁殖程度的一个参照物。切削液中的有机组分是细菌的良好食物，细菌在繁殖的同时产生大量的酸性物质，中和掉了切削液中正常的碱性物质，使得切削液的pH值下降。切削液与pH值之间的实测数据见图2。

硬度：硬度是指切削液中钙、镁离子的含量。硬度过高会使切削液不稳定，同时会降低切削液的抗锈蚀能力，严重的还会使切削液破乳，产生油水分离现象。硬度过低又易引起切削液起泡。适宜的切削液硬度应保持在50～150μg/g之间。

硬度的不同表示方法：

德国：(dHO)1dHO=17.8μg/g碳酸钙；

法国：(FHO)1FHO=10μg/g碳酸钙；

英国：碳酸钙当量的μg/g浓度。

电导率：电导率大小显示着切削液中导电离子的多少。导电离子过多会使切削液的防锈性能下降。

细菌真菌：切削液中的细菌通常是指厌氧菌，厌氧菌在没有氧气的条件下繁殖很快，当细菌的数量达到107时，经过一两周切削液就会腐败变质报废了。真菌的繁殖则对系统的管线有着堵塞的危险，因此当检测出切削液中的细菌超过105，真菌为一个+时就应及时添加杀菌剂进行杀灭。

防锈性能：切削液规范的防锈性能测试到目前为止还没有统一的国际通用标准。原则是按照不同的加工材质选择相应的实验标准。

3.2.2现场问题快速处理

现场问题快速处理方法见表2。

(上接第29页)

4 总结

(1)对于大型集中冷却液系统切削液的加工性能，精度，防锈，消耗，使用寿命等方面来说，最重要的是按照具体的加工工艺、材质及寿命等要求正确地选择合适的切削液。如果在切削液的选择上出现了失误，对以后的具体使用会产生致命的不良影响。而这些不良的影响是无法从根本上解决的。例如在空调的压缩机部件的集中冷却液系统中错误的选择了乳化液，则会造成产品的单件成本(切削液消耗)上升，零件磨削精度不高等直接后果。

(2)切削液的维护应从切削液的初装开始。应对设备、管线、液箱等进行彻底的清理、杀菌方可初装新液。

(3)切削液的日常管理与维护中，气味、pH值、硬度、细菌等都与切削液的使用效果与寿命直接相连。只有做好了及时的检测与现场问题的快速处理，才可以保证它的使用效果与寿命。

5 结束语

在国内机械加工业的现代化发展过程中，集中冷却液系统正在被越来越广泛地应用到生产实际中。相应的大型集中冷却液系统切削液的选用、日常管理与维护也越来越被人们所重视。它不仅关系到加工产品的精度、质量、成本等一系列的因素，更关系到企业生产的顺利进行。正确地选用合适的切削液产品，完善的管理与及时的维护正在成为企业健康发展的重要保障。

参考文献：

金属切削液范文第3篇

【关键词】数控技术；维护；更换

随着机加工的发展，切削液也得到了普及。在机加工过程中，正确地选用切削液，不仅可以降低切削温度，减少刀具磨损，延长刀具寿命，还可以提高工件表面质量。本文通过简单介绍了切削液在机加工中对工件、车床、环境的影响，浅析了切削液在机加工中的作用及废弃切削液的检测和处理。

1切屑液对机加工的影响

1.1切削液对工件表面质量的影响

合理的选择切削液并正确的使用，对提高加工工件表面质量是至关重要的。在加工过程中，不同的材质使用不同的切削液，实现了对工件的冷却、、清洗等作用，防止了因加工产生的大量热能对工件材质的改变；切削液还可以吸附在工件表面形成吸附膜，对工件加工过程中起到了一定的作用；在高速的机加工过程中，切屑液的使用实现了工件边加工边清洗，防止了因铁销等吸附在工件表面而对工件划伤或结渣等。

1.2切削液对机床的影响

对刀具的影响。在加工过程中，切削液可以吸附在刀具表面形成吸附膜，减小了刀具与工件表面的摩擦，同时对刀具起到了一定的防锈作用。当然，最重要的还是切削液的冷却作用，可以防止刀具因加工过程中受热而材质发生改变。实践证明，合理的使用切削液可以成倍的提高刀具、钻头、等的使用寿命。

对车床导轨表面的影响。车床长时间的使用，容易造成车床导轨表面磨损严重，从而使加工工件表面易产生“双凹”槽，加工螺纹锥面产生锥距超差。通过对车床内部增加特殊管路，实现切削液对车床导轨进行清洗，从而可以改善这一状况。

通过对车床切削液管路的重新设计，还可以利用切削液对挡销板等进行清洗，防止了铁销、灰尘等在机床内凝结。切削液内含有防锈添加剂，对机床内部起到了一定的防锈处理。

1.3切削液对员工身体健康及环境的影响

切削液长时间使用容易滋生细菌，主要是厌氧型细菌，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。长期吸入是对人体有害的。

切削液对环境的危害主要是其废液对水资源及土壤的污染。矿物质油是切屑液的主要成分之一，未经处理的乳化液含油量高达2000mg/L，对水生物威胁严重。切削液中的添加剂对环境的污染也及其严重，如氯化石蜡对水生环境的危害，尤其对水微生物、贝类及鱼类危害极大。

2切削液的简单介绍及其作用

2.1切削液的分类

由于加工条件的不同，切削液的选择也会有区别，根据其主要成分的不同，切削液可以分为两大类：以水、化学合成水或乳化液为主的水基切削液和以各种矿物质油，动物油，植物油或由他们组成的复合油为主的油基切削液。前者冷却能力较强，后者性突出。

2.2添加剂在切削液中的使用

为了提高切削液在机加工过程中专项性的作用，通常会在切削液中加入各种添加剂，例如：

油性添加剂：主要有动植物油、脂肪酸、胺类、脂类等，能与金属表面形成牢固的吸附膜，在较低的切削速度下能起到较好的作用。

极压添加剂：含有硫、磷、氯等的有机化合物，在高温下与金属表面起化学反应，形成能耐高温和压力的化学膜。

表面活性剂：即乳化剂，能与矿物质油和水混合乳化，形成乳化液并吸附在金属表面形成膜。常用得到表面活性剂有石油磺酸钠、油酸钠皂等。

通过添加剂的合理选择和使用，使切削液具有突出的专项作用，在金属加工过程中广泛应用。

2.3切削液的作用

通过实践证明，在机加工过程中，选用合适的金属切削液，能降低切削温度60～150℃，降低表面粗糙度1～2级，减少切削阻力15～30%，成倍地提高刀具、锯条、钻头等的使用寿命。并能够把铁销等从切削区冲走，从而提高生产效率和产品质量。故在机加工过程中应用极为广泛，其具备以下几方面

作用：切削液侵润到刀具、工件及切削之间形成吸附膜，减少摩擦和粘结，减小了切削阻力，保证了切削质量，延长刀具的使用寿命。PH值在8～9性能较好。

冷却作用：在工件切削加工过程中，能及时降低切削区的温、冷却刀具和工件，提高了切削效率和切削质量，延长了刀具寿命。切削液冷却性能的好坏，取决于他的传热系数、比热容、气化热、气化速度、流量、流速及本身温度等。一般来说，水溶液的冷却性能最好，乳化液次之，油类最差。

清洗作用：对切削区内的切削和磨料粒子及时冲洗而离开刀具和工件，防治了刀具和工件表面磨损；减小了切削区的阻力，使切削或磨削能够顺利的进行。

防锈作用：在切削液中加入防锈剂使其具有了一定的防锈作用（对黑色金属具有1～3个月的防锈），防止了工件和机床生锈，对机床的保养和工件的防锈都起到了积极的作用。

断销作用：在螺纹等数控加工中，我们还可以在车床内加入断销装置，利用高压泵对切削液进行加压（5～10MPa），通过特殊喷嘴对准车刀方向断续喷出，对车床加工过程中的断销起到了积极作用，提高了车床的自动化，减轻了操作手的体力劳动，提高了安全系数。

此外，在机床内通过增加专用管路，切削液对导轨和挡销板还具有清洗和作用，保证了工作环境的清洁，减小了导轨和挡销板的摩擦阻力。在工作过程中，降低了员工的工作强度，提高了工作效率和产品质量。

3废弃切削液的检测及处理

切削液的工作环境为半封闭式，长时间的工作，切削液中会容有大量的氧化铁、油污、尘埃等杂质使杂志浓度过高，若不能很好的及时处理，切削液就容易失效，无法继续使用；同时，切削液在使用过程中会滋生大量的厌氧型细菌，使其变质发出臭味，对员工的身体健康也有一定的危害。这就需要在加工生产中，及时的检查切削液的质量并作出相应的处理。

3.1切削液检测标准

3.2切削液维护和处理

3.2.1增大切削液存储池的容量

适当的增大切削液存储池的容量，可以有效的延长切削液更换时间。切削液储量增大，使氧化铁、油脂、粉尘等杂质在其内的溶解量增大，在工作过程中，可以有效的缓解杂质浓度对切削液的影响。

3.2.2切削液过滤循环使用

切削液中的杂质主要为浮油、铁销、灰尘及细菌等，定期持续的过滤清理，能较好的保持切削液的性能，延迟切削液的使用寿命，从而降低切削液使用成本，增长刀具使用寿命和提高工件表面精度。

切削液在维护过程中，我们可以采用相关设备对切削液进行：集中去除杂质破乳取油水质净化取水样化验再循环使用。其主要方法有过滤分离法、沉降分离法、磁性分离法。

3.2.3更换切削液

在工作过程中，我们应该定时的更换切削液。通过更换切削液可以有效的提高生产效率、提高工件表面质量、延迟刀具的使用寿命、对机床也起到一定的维护作用。在切削液更换过程中，我们应该注意到：

（1）排空原液：尽可能完全排空原工作液；

（2）清渣：彻底清除工作液系统和存有工作液的液槽、机床表面、泵和循环管道系统及过滤系统，清除对象包括切屑、污渣、杂油、污泥等杂质，不留死角；

（3）清洗杀菌：用1～2%的切削液和0.1～0.3%的杀菌剂配制清洗液，循环清洗系统；

（4）排空，检查清洗效果。

同时，对于废弃切削液的处理应该严格遵守国家要求，禁止乱排乱放。

3.2.4抑制细菌滋生

切削液中滋生的细菌以厌氧型细菌为主，抑制细菌的滋生最简单的方法就是在切削液中不定期加入抗菌剂。其次，要求在停机时对切削液进行定期搅拌或循环，防止车间出现“星期一”臭气现象。

总之，切削液的使用已得到普及并且发展迅速，在企业以质量谋生存的今日，如何提高产品质量已成为企业发展的重要课题，因此，这就要求我们在日常工作过程中做到定时检测、定期更换，并对设备等进行改良创新。

参考文献：

金属切削液范文第4篇

关键词： 绿色加工；刀具；高速干切削

0 引言

随着科学技术的日益发展，公众的环保意识逐渐加强，对生存环境要求也愈来愈高。传统的机加工技术由于其高的资源浪费、高的能源消耗、高污染等不足，难以与人们日益提高的环保意识相协调，因此绿色加工技术就应运而生。

绿色加工技术是以传统的工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造技术[1]。其目标是对资源的合理利用，节约成本，降低对环境造成的污染。在机械加工中，绿色加工技术主要是在切削和磨削上采用干切削和干磨削的方法来进行加工。常规的加工方法例如车削、铣削、磨削等，都需要切削液来辅助加工，切削液在加工中的作用主要起到冷却、、排屑和清洗的作用。但是，随着高速加工技术的迅猛发展，加工过程中使用的切削液用量越来越大，其流量有时高达80～100L/min。大量切削液的使用造成了很多有害影响，如零件的生产成本大幅度提高，环境污染严重，对工人的身体健康造成危害等。干式加工是在加工过程中不采用切削液的一种加工方法，省去了切削液及其处理的大量费用，但由于不使用切削液，所以使得刀具的工况却变得极为苛刻，对刀具的要求较高，要求刀具有很高的红硬性和热韧性，良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性。那么，如何解决干切削工况下的刀具问题，将是绿色加工技术中一个亟待研究的课题。

1 绿色加工技术中刀具研究思路

目前，国内外在解决绿色加工技术中，针对高速干切削工况下刀具问题的解决有三种思路。其一，从刀具材料入手，即选择具有耐磨和耐热材料作为刀具材料；其二，从刀具的结构设计入手，即在刀具的几何参数和结构设计时，充分考虑干切削对断屑和排屑的要求，降低刀尖切削刃部分的温度；其三，对传统的刀具进行表面处理，进行表面涂层或表面改性，使其满足高速干切削需要。

1.1 刀具材料方面的研究 对绿色切削加工技术而言，通常是采用高速干切削工艺得以实施[2]，传统刀具在耐磨和耐热方面都无法满足要求。

在切削加工中，通常出现的刀具失效有两种形态：①由于机械作用而出现的磨损，如崩刃或磨粒磨损等；②由于热及化学作用而出现的磨损，如粘结、扩散、腐蚀等磨损，以及由切削刃软化、溶融而产生的破断、热疲劳、热龟裂等。在切削高硬度、高韧性、难加工材料时，切削刃的温度会很高，使刀具材料中的粘结剂在高温下粘结强度下降，WC（碳化钨）等粒子易于分离出去，从而加速了刀具磨损。对于高速干切削工艺而言，上述失效情况将更明显，对刀具材料的耐磨、耐热性能要求更高。

高速干切削时要求刀具材料与被加工材料化学亲力要小，必须具有良好耐热性，极高热硬性热韧性。硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石五种刀具材料都有较高的热硬性和耐磨性，是目前高速和干式切削中应用最为普遍的几种刀具材料，但在使用时都有一定的制约因素。如硬质合金材料刀具，其要求要有超细的颗粒，以及严格的粉末冶金技术；金属陶瓷刀片硬度高、耐冲击性好，但热硬性差，且不适合大切削量加工；陶瓷刀片与以上材料刀片相比，强度、韧性、抗冲击性能差；CBN（立方氮化硼）刀片硬度和耐磨性不及金刚石刀片，而且制作工艺难度大和造价昂贵；聚晶金刚石刀片有很高硬度热导率，适合高速干切削有色金属，但不能加工黑色金属。

1.2 刀具结构方面的研究 在刀具的几何参数和结构设计时，充分考虑干切削对断屑和排屑的要求，比如目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计与制造技术已经比较成熟，可针对不同的工件材料和切削用量快速设计出相应的断屑槽结构与尺寸，并能大大提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。也可在刀具上设计辅助冷却系统，如内置冷却液冷却、液氮冷却，以及低温冷风冷却等。另外，通过刀具结构处理，加快切削的排除，减小热量的积蓄，从而降低刀具和工具处的温度。

1.3 刀具涂层方面的研究 表面改性处理是提高刀具高速干切削工艺性能的一种直接有效的方法。表面改性处理刀具分为两种类型：一种是通过化学热处理的方式，比如刀具的QPQ氮化工艺，成都工具研究所用QPQ技术处理的钻头可在干切削工况下工作，其耐磨性能提高5倍以上[3]；一种是利用PVD法或CVD法在刀具表面涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物，如TiN、TiAlN等涂层[4]。涂层之所以用于高速干切削工艺，主要是因为以下几方面原因：

①涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了刀具磨损。②涂层一般具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热、耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，可使刀具耐磨性和耐热性提升，从而使刀具寿命提高3-5倍。③涂层具有替代切削液的功能，主要体现在：其一，涂层可获得低摩擦系数摩擦表面，取代切削液的作用；其二，涂层具有一定的隔热作用，削弱切削热向刀具传播，取代切削液冷却刀具的作用。

另外，为了进一步提高刀具的使用寿命和切削效率，一些特殊的表面改性工艺层出不穷。如TiAlN+WC/C减摩耐磨复合涂层[5]、多种涂层材料组合构成的纳米级涂层、QPQ循环氮化处理。其中QPQ循环氮化技术，通过高温的氮化处理与低温的氧化处理循环处理，与普通QPQ技术相比可使处理的氮化速度提升，使刀具的氮化层脆性下降，刀具在高速干切削工艺下比普通刀具寿命提高6倍以上。

2 结语

针对绿色加工技术中高速干切削工艺下刀具问题的解决途径，本文介绍的三种不同的研究思路，三种思路的侧重点有所不同。第一种思路从材料入手，选择的是一些特殊材料，这些材料价格昂贵，使刀具的成本大大增加，可用于高端产品的生产，对于常规加工来说，经济性不好；第二种思路从刀具设计入手，从某一些方面改善了刀具的切削环境，但没有改变刀具自身的性能，而且研究周期比较长；第三种思路是从改变现有刀具性能入手，是一种最直接、最有效的研究方法，也是目前研究比较多的一种思路。

参考文献：

[1]Zhang Hui,The study on dry cutting and cryogenic cutting of green manufacturing technology [J],Science＆Technology information,2010,(10):52-53.

[2]Chen Chao,Huang Jian-lon,Green cutting technology based on environmental awareness[J]，Machinery design & Manufactur,2010,(9):123-125.

[3]Li Shen,Luo De-fu,Combination of cryogenic treatment and QPQ process for high speed steel cutting tool [J],Heat treatment,2010,(2):70-71.

金属切削液范文第5篇

【关键词】振动钻削；细长孔加工；加工精度；断屑；排屑；屑瘤和鳞刺

0 引言

科学技术和工业生产的发展，对制造技术提出了 更高的挑战，长期以来，由于在生产中沿用传统的“钻一扩一铰”工艺方法，生产效率低，不能满足生产的需要。由于细长孔加工的特殊性，决定了它所需要考虑的特殊问题，如排屑冷却与以及钻头的导向等。正是这些问题的存在，严重影响了加工表面质量和加工效率。加工件表面的质量也就是所谓的加工精度。

我厂现使用的摇臂式钻床型号为Z3080，该钻床是一种可以加工钻孔零件的机床，承担着我公司所有金属结构件中20多项机加件的钻孔加工任务。但由于我厂液压马达配油轴细长孔在摇臂式钻床加工，根据以往经验及加工方法发现其加工精度、粗糙度均无法达到质量要求，效率也跟不上。为了解决此次细长孔加工的质量和效率问题，我厂在原有的摇臂式钻床基础上，进行设备改装，经改装后多次试钻，并且采用振动钻孔的加工形式，完全可以达到预期的质量效果，为我公司节省了大量的物力和财力。

1 振动钻削原理及实验

振动钻孔是一种新的细长孔加工方法，效率高，表面质量好，可以取代传统的“钻一扩一铰”工艺，在国内外受到高度重视，并得到广泛应用。所谓振动切削就是在传统的切削过程中人为地给刀具或工件以适当方向、一定频率和振幅的可控振动，使切削用量按给定的规律进行工作，一边切削，一边振动，形成一种本质上与传统切削过程不同的新颖的切削方式，实际上是一 种脉冲切削。其突出特点是：① 瞬时切削速度高；②刀具与工件的接触是间断的、变化的。

试验在由普通摇臂式车床改装成的细长孔钻床上进行。激振器（vibration exciter）安装在机床的工作台上，振动频率由直流电动机控制，在0～l00Hz之间可以无级调频，激振振幅由双偏心轮机构设定，在0～0.5rnm 之问可以无级凋幅，试验用的钻头是7.9mm的内排屑细长孔钻，刀片材料为YT798，试件为14mm×130mm 的铸铁，加工中激振振幅取0.07mm，激振频率取95Hz，进给量为0.008mm/r，主轴转速为1250r/min，选用5#机械油进行冷却和，油压4MPa。

2 试验结果

用TR240便携式粗糙度仪测量出的振动钻削情况下被加工孔壁的粗糙度。很明显，振动钻削得到的孔壁粗糙度 （Ra=0. 837μm）要优于普通钻削条件下加工出的孔壁粗糙度（ Ra一般在5μm以上），几乎达到了磨削的效果。这种效果的获得是 因为振动钻削能够有效地消除或减轻干扰粗糙度的多种因素。根据试验过程中振动钻削所具有的良好断屑和排屑效果、充分的、对切削颤振的抑制、对积屑瘤和鳞刺。

3 分析原因

3.1 良好的断屑和排屑效果

低频轴向振动钻孔是在钻头的轴向加上有规律的振动。钻孔时，钻头边进给边做轴向振动。振动切削时，根据刀具的振动频率的关系，均等地分割出工件上需要切削部位的大小，并且使这一 部分有规律地变形成为切屑。

（1）切屑厚度的不断变化有利于断屑。振动切削时，切屑厚度方向上留下与振动频率相关的波纹，因而影响切屑厚度变化，切屑厚度的不一，在高压切削液和容屑空间作用、限制下，很容易从切屑的强度较差部位。可见，在其它加工条件相同的情况下，振动切削可折断，达到屑效果。

（2）刀杆的轴向振动有利于断屑。由于钻头的进给量很小，当轴向的振动双振幅大于进给量时，就实现了分离切削，切屑也就被强制性的切断。

因此断屑后的小颗粒的切屑很快通过排屑管排出，从而使振动钻削的断屑和排屑效果均较普通钻削有很大的提高。因此 ，振动钻削一方面消除了钻尖对被加工材料的撕裂作用，另一方面消除了切屑堵塞 ，减轻了切屑对被加工面的划伤 ，从而得到较普通钻削有明显改善的孔壁粗糙度 。

3.2 充分的

普通钻削中切削过程是连续的，切屑总是压在刀具前刀面上形成一个高温高压区，对冷却液来说这是个，只能依靠冷却液的毛细作用渗入进去，冷却效极差。因此 ，要获得并增强冷却液的冷却效果，关键在于使冷却液能够及时大量地到达切削区。

振动钻削则可以使冷却液的功能得到充分发挥，由于振动钻削是 断续发生的，当刀具与工件分离时，在切削区形成瞬时真空，从而产生泵吸作用，冷却液从四面进入切削区，包围刀刃，进行充分的冷却和冷却液在压力差的作用下很快从A方向浸入切削区，覆盖住刀屑接触面之间的新生表面；（1）增加了侧面进覆盖住刀屑接触面之 间的新生表面；（2）增加了侧面进去的能力增强；（3）刀具在与工件分离时，后刀面与已加工表面间的正压力将减小，使冷却液从B方向进入切削区的能力显著增加。当刀具切入时，冷却液又受强力挤压，形成瞬时高压，强迫冷却液渗入到刀具与切屑的接触表面，充分发挥其冷却和作用。因此振动钻削以其良好的冷却效果，极大地减少了加工中的摩擦和磨损，避免了对加工表面的刮伤，有利于改善孔壁粗糙度。

3.3 不产生积屑瘤和鳞刺

在普通钻削条件下，积屑瘤和鳞刺的存在是获得较小表面粗糙度值的两大障碍。积屑瘤的产生以及它的积聚高度与刃前区的温度和压力分布有密切关系是切削过程中温度和压力较高时，切屑底层与前刀面发生冷焊的结果。鳞刺则是留在已加工表面上的积屑瘤分裂片，并随着切屑底层金属停滞现象的激化而加剧。振动钻削时，由于振动能够减小切屑与前刀面摩擦副间的摩擦系数，同时减小切削扭矩，因而减轻了摩擦程度，减小了被加工材料的弹塑性变形。又切削力和切削热以脉冲形式出现，使切削热大幅度下降，切屑温度较低，切屑与刀具前刀面难以实现冷焊，从而彻底破坏了产生积屑瘤的条件。即使存在某些产生积屑瘤的因素，但前刀面与切屑间断分离，切屑的底层金属来不及附着上去，前刀面就离开切屑了。这种摩擦力减小以及前刀面与切屑的间断分离，使切屑不可能在前刀面上停留以代替刀具挤压切削层，造成切屑层金属的积聚和停滞，因而也不可能产生鳞刺。 3.4 钻头棱带和导向条对已加工孔壁的往复熨压抛光作用

振动钻削的特点是刀具相对工件的运动不是单方向前进的，而是周期性的往复运动。因此，已加工表面在形成以后，又要经过刀具后退、再前进的重复熨压作用。

4 结束语

本文在总结前人研究的基础上，针对我厂生产实（下转第50页）（上接第34页）际，提出了切实可行的改造方案，对细长孔加工中难以解决的断屑、排屑、、屑瘤和鳞刺问题进行了较为深入的研究，对振动钻削对改善孔壁粗糙度的作用机理进行了深入的剖析。为进一步改善振动钻削加工的加工精度提供了理论基础和方法依据。

【参考文献】

[1]颐崇衔.金属切削原理[M].机械工业出版社，1982.