第八章 切削液

1、第一節(jié)第一節(jié) 切削液的分類切削液的分類第二節(jié)第二節(jié) 切削液的作用機(jī)理切削液的作用機(jī)理第四節(jié)第四節(jié) 切削液的選用切削液的選用第三節(jié)第三節(jié) 切削液的添加劑切削液的添加劑第五節(jié)第五節(jié) 切削液的使用方法切削液的使用方法第一節(jié)第一節(jié) 切削液的分類切削液的分類 主要是切削油。有各種礦物油，如機(jī)械油、輕柴油、煤主要是切削油。有各種礦物油，如機(jī)械油、輕柴油、煤油等；還有動(dòng)、油等；還有動(dòng)、 植物油，如豆油、豬油等；以及加入油性、植物油，如豆油、豬油等；以及加入油性、極壓添加劑配制的混合油。它主要起潤(rùn)滑作用。極壓添加劑配制的混合油。它主要起潤(rùn)滑作用。 主要成分為水，并加入防銹劑，也可加入適量的表面活主要成分為水，

2、并加入防銹劑，也可加入適量的表面活性劑和油性添加劑，使其具有一定的潤(rùn)滑性能。性劑和油性添加劑，使其具有一定的潤(rùn)滑性能。 由礦物油、乳化劑及其它添加劑配制的乳化油加由礦物油、乳化劑及其它添加劑配制的乳化油加95%95%98%98%的水稀釋而成的乳白色切削液，有良好的冷卻性能和清的水稀釋而成的乳白色切削液，有良好的冷卻性能和清洗作用。洗作用。 一、潤(rùn)滑一、潤(rùn)滑 金屬切削時(shí)，切屑、工件與刀具之間的摩擦可分為：金屬切削時(shí)，切屑、工件與刀具之間的摩擦可分為：干干摩擦、流體潤(rùn)滑摩擦和邊界潤(rùn)滑摩擦摩擦、流體潤(rùn)滑摩擦和邊界潤(rùn)滑摩擦。 切削液滲入到切屑、刀具、工件的接觸面間，粘附在金切削液滲入到切屑、刀具、工件

3、的接觸面間，粘附在金屬表面上形成潤(rùn)滑膜，減小它們之間的摩擦系數(shù)、減輕粘結(jié)屬表面上形成潤(rùn)滑膜，減小它們之間的摩擦系數(shù)、減輕粘結(jié)現(xiàn)象、現(xiàn)象、 抑制積屑瘤，并改善已加工表面的粗糙度，提高刀抑制積屑瘤，并改善已加工表面的粗糙度，提高刀具耐用度。具耐用度。 潤(rùn)滑性能取決于潤(rùn)滑性能取決于切削液的滲透性、吸附薄膜形成能力與切削液的滲透性、吸附薄膜形成能力與強(qiáng)度強(qiáng)度等。等。第二節(jié)第二節(jié) 切削液的作用機(jī)理切削液的作用機(jī)理切削液的作用：切削液的作用：潤(rùn)滑、冷卻、清洗和防銹潤(rùn)滑、冷卻、清洗和防銹二、冷卻二、冷卻切削液通過它從它所能達(dá)到最靠近熱源的刀具、切屑和工切削液通過它從它所能達(dá)到最靠近熱源的刀具、切屑和工件表面

4、上帶走大量的切削熱，從而降低切削溫度，提高刀具耐件表面上帶走大量的切削熱，從而降低切削溫度，提高刀具耐用度，用度， 并減小工件與刀具的熱并減小工件與刀具的熱膨脹，膨脹， 提高加工精度。提高加工精度。 切削液要有較高的熱導(dǎo)率和比熱容，較高的汽化熱。一定切削液要有較高的熱導(dǎo)率和比熱容，較高的汽化熱。一定的流量和流速。的流量和流速。 水的冷卻性能最好，油類最差，乳化液介于兩者之間。水的冷卻性能最好，油類最差，乳化液介于兩者之間。 三、清洗作用三、清洗作用 沖走切削中產(chǎn)生的細(xì)屑、砂輪脫落下來的微粒等，起沖走切削中產(chǎn)生的細(xì)屑、砂輪脫落下來的微粒等，起到清洗作用，到清洗作用， 防止加工表面、機(jī)床導(dǎo)軌面受損

5、；防止加工表面、機(jī)床導(dǎo)軌面受損； 有利于有利于精加工、深孔加工、自動(dòng)線加工中的排屑；精加工、深孔加工、自動(dòng)線加工中的排屑；四、防銹作用四、防銹作用 加入防銹添加劑的切削液，還能在金屬表面上形成保加入防銹添加劑的切削液，還能在金屬表面上形成保護(hù)膜，使機(jī)床、工件、刀具免受周圍介質(zhì)的腐蝕。護(hù)膜，使機(jī)床、工件、刀具免受周圍介質(zhì)的腐蝕。 切削液的使用效果決定于切削液的類型、形態(tài)、用量、切削液的使用效果決定于切削液的類型、形態(tài)、用量、使用方法等。使用方法等。切削液中加入添加劑，切削液中加入添加劑， 對(duì)改善它的冷卻潤(rùn)滑作用和性能對(duì)改善它的冷卻潤(rùn)滑作用和性能有很大的影響。有很大的影響。 1 1、油性添加劑、油

6、性添加劑油性添加劑含有極性分子，能與金屬表面形成牢固的吸附油性添加劑含有極性分子，能與金屬表面形成牢固的吸附薄膜，在較低速度下起到較好的潤(rùn)滑作用，主要用于低速精加薄膜，在較低速度下起到較好的潤(rùn)滑作用，主要用于低速精加工。油性添加劑有動(dòng)、植物油工。油性添加劑有動(dòng)、植物油( (如豆油、菜籽油、豬油等如豆油、菜籽油、豬油等) )， 脂肪酸脂肪酸、胺類、醇類、脂類等。、胺類、醇類、脂類等。 第三節(jié)第三節(jié) 切削液的添加劑切削液的添加劑2 2、極壓添加劑、極壓添加劑極壓添加劑是含極壓添加劑是含硫、磷、氯、碘硫、磷、氯、碘等的有機(jī)化合物。它等的有機(jī)化合物。它們?cè)诟邷叵屡c金屬表面起化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)潤(rùn)滑膜，比

7、們?cè)诟邷叵屡c金屬表面起化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)潤(rùn)滑膜，比物理吸附膜能耐較高的溫度，能防止金屬界面直接接觸，物理吸附膜能耐較高的溫度，能防止金屬界面直接接觸，減小摩擦，減小摩擦， 保持潤(rùn)滑作用。保持潤(rùn)滑作用。 用硫可直接配制成硫化切削油，它與金屬化合形成硫用硫可直接配制成硫化切削油，它與金屬化合形成硫化鐵，化鐵， 熔點(diǎn)高達(dá)熔點(diǎn)高達(dá)11931193，硫化膜在，硫化膜在高溫下不易被破壞，切高溫下不易被破壞，切鋼料時(shí)在鋼料時(shí)在10001000仍保持其潤(rùn)滑性能。惟摩擦系數(shù)較氯化鐵仍保持其潤(rùn)滑性能。惟摩擦系數(shù)較氯化鐵大。大。 含氯添加劑的含氯添加劑的有氯化石蠟、氯化脂肪酸等，它與金屬表有氯化石蠟、氯化脂肪酸等，

8、它與金屬表面起化學(xué)作用，形成氯化亞鐵、氯化鐵等，形成像石墨那樣面起化學(xué)作用，形成氯化亞鐵、氯化鐵等，形成像石墨那樣的層狀結(jié)構(gòu)，剪切強(qiáng)度和摩擦系數(shù)小，但在的層狀結(jié)構(gòu)，剪切強(qiáng)度和摩擦系數(shù)小，但在300300400400時(shí)易時(shí)易被破壞，遇水易分解成氫氧化鐵和鹽酸，而失去潤(rùn)滑作用，被破壞，遇水易分解成氫氧化鐵和鹽酸，而失去潤(rùn)滑作用， 對(duì)金屬易腐蝕，應(yīng)與防銹添加劑一起使用。對(duì)金屬易腐蝕，應(yīng)與防銹添加劑一起使用。 含磷的添加劑含磷的添加劑與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸鐵膜，它具與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸鐵膜，它具有比硫、氯更良好的降低摩擦系數(shù)、減小磨損的效果。有比硫、氯更良好的降低摩擦系數(shù)、減小磨損的效果。

9、為了得到較好的使用效果，根據(jù)要求也可在一種切削液為了得到較好的使用效果，根據(jù)要求也可在一種切削液中同時(shí)加入上述幾種極壓添加劑中同時(shí)加入上述幾種極壓添加劑，以形成更為牢固的化學(xué)潤(rùn)，以形成更為牢固的化學(xué)潤(rùn)滑膜?；?。 3 3、表面活性劑、表面活性劑 表面活性劑表面活性劑( (即乳化劑即乳化劑) )是將礦物油和水乳化形成穩(wěn)定乳化是將礦物油和水乳化形成穩(wěn)定乳化液的添加劑。液的添加劑。 它是一種它是一種有機(jī)化合物有機(jī)化合物，由可溶于水的極性基團(tuán)和可溶于油，由可溶于水的極性基團(tuán)和可溶于油的非極性基團(tuán)分子組成，的非極性基團(tuán)分子組成， 將其攪拌在本不相溶的油、水之中，將其攪拌在本不相溶的油、水之中，它們便定向

10、地排列并吸附在油、水兩極界面上，前者向水，后它們便定向地排列并吸附在油、水兩極界面上，前者向水，后者向油，降低油水的界面張力，油以微小的顆粒穩(wěn)定地分散在者向油，降低油水的界面張力，油以微小的顆粒穩(wěn)定地分散在水中，形成穩(wěn)定的水包油乳化液。水中，形成穩(wěn)定的水包油乳化液。 表面活性劑還能吸附在金屬表面上，形成表面活性劑還能吸附在金屬表面上，形成潤(rùn)滑膜，潤(rùn)滑膜，起油性起油性添加劑的潤(rùn)滑作用。添加劑的潤(rùn)滑作用。 常用的表面活性劑有石油磺酸鈉、油酸鈉皂等，它們的乳常用的表面活性劑有石油磺酸鈉、油酸鈉皂等，它們的乳化性能好，且具有一定的化性能好，且具有一定的清洗清洗、潤(rùn)滑、防銹性能、潤(rùn)滑、防銹性能。 4 4

11、、 防銹添加劑防銹添加劑 防銹添加劑是一種極性很強(qiáng)的化合物，與金屬表面有很防銹添加劑是一種極性很強(qiáng)的化合物，與金屬表面有很強(qiáng)的附著力，吸附在金屬表面形成保護(hù)膜，或與金屬表面化強(qiáng)的附著力，吸附在金屬表面形成保護(hù)膜，或與金屬表面化合成鈍化膜，起防銹作用。合成鈍化膜，起防銹作用。 常用的防銹添加劑有：水溶性的，如碳酸鈉，三乙醇胺常用的防銹添加劑有：水溶性的，如碳酸鈉，三乙醇胺等；等； 油溶性的，如石油磺酸鋇等。油溶性的，如石油磺酸鋇等。 切削液的使用效果除取決于切削液的性能外，還與切削液的使用效果除取決于切削液的性能外，還與刀具刀具材料、加工要求、工件材料、加工方法材料、加工要求、工件材料、加工方法

12、等因素有關(guān)，應(yīng)綜合考等因素有關(guān)，應(yīng)綜合考慮，合理選用。慮，合理選用。 1 1、依據(jù)刀具材料、加工要求、依據(jù)刀具材料、加工要求 高速鋼刀具耐熱性差，高速鋼刀具耐熱性差， 粗加工時(shí)，切削用量大，切削熱粗加工時(shí)，切削用量大，切削熱多，容易導(dǎo)致刀具磨損，應(yīng)選用以冷卻為主的切削液，多，容易導(dǎo)致刀具磨損，應(yīng)選用以冷卻為主的切削液， 如如3%3%5%5%的乳化液或水溶液的乳化液或水溶液；精加工時(shí)，主要是獲得較好的表面精加工時(shí)，主要是獲得較好的表面質(zhì)量，可選用潤(rùn)滑性好的極壓切削油或高濃度極壓乳化液。質(zhì)量，可選用潤(rùn)滑性好的極壓切削油或高濃度極壓乳化液。 硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，一般不用切削液，如必要，也可硬質(zhì)合金

13、刀具耐熱性好，一般不用切削液，如必要，也可用低濃度乳化液或水溶液，但用低濃度乳化液或水溶液，但應(yīng)連續(xù)、充分地澆注，以免高溫應(yīng)連續(xù)、充分地澆注，以免高溫下刀片冷熱不均，下刀片冷熱不均， 產(chǎn)生熱應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋、損壞等。產(chǎn)生熱應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋、損壞等。 第四節(jié)第四節(jié) 切削液的選用切削液的選用2 2、依據(jù)工件材料、依據(jù)工件材料 加加工鋼等塑性材料時(shí)，需用切削液工鋼等塑性材料時(shí)，需用切削液；而加工；而加工鑄鐵等脆性材鑄鐵等脆性材料時(shí)，一般則不用料時(shí)，一般則不用 高強(qiáng)度鋼、高溫合金等，高強(qiáng)度鋼、高溫合金等， 加工時(shí)均處于極壓潤(rùn)滑摩擦狀加工時(shí)均處于極壓潤(rùn)滑摩擦狀態(tài)，應(yīng)選用極壓切削油或極壓乳化液；態(tài)，應(yīng)選用極壓

14、切削油或極壓乳化液； 銅、銅、 鋁及鋁合金，可采用鋁及鋁合金，可采用10%10%20%20%的乳化液、煤油或煤的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合液；油與礦物油的混合液；切削銅時(shí)不宜用含硫的切削液，因?yàn)榱蚯邢縻~時(shí)不宜用含硫的切削液，因?yàn)榱驎?huì)腐蝕銅；會(huì)腐蝕銅； 有的切削液與金屬能形成超過金屬本身強(qiáng)度有的切削液與金屬能形成超過金屬本身強(qiáng)度的化合物，這的化合物，這將給切削帶來相反的效果。將給切削帶來相反的效果。如鋁的強(qiáng)度低，切鋁時(shí)就不宜用硫如鋁的強(qiáng)度低，切鋁時(shí)就不宜用硫化切削油?；邢饔?。 3 3、依據(jù)加工工種、依據(jù)加工工種 鉆孔、攻絲、鉸孔、拉削等，排屑方式為半封閉、封閉鉆孔、攻絲、鉸孔、拉削等，排

15、屑方式為半封閉、封閉狀態(tài)，狀態(tài)，導(dǎo)向部、校正部與已加工表面的摩擦也嚴(yán)重，對(duì)硬度導(dǎo)向部、校正部與已加工表面的摩擦也嚴(yán)重，對(duì)硬度高、強(qiáng)度大、韌性大、冷硬嚴(yán)重的難切削材料尤為突出，宜高、強(qiáng)度大、韌性大、冷硬嚴(yán)重的難切削材料尤為突出，宜用乳化液、極壓乳化液和極壓切削油；用乳化液、極壓乳化液和極壓切削油； 成形刀具、成形刀具、 齒輪刀具齒輪刀具等，要求保持形狀、尺寸精度等，等，要求保持形狀、尺寸精度等，也應(yīng)采用潤(rùn)滑性好的極壓切削油或高濃度極壓切削液；也應(yīng)采用潤(rùn)滑性好的極壓切削油或高濃度極壓切削液； 磨削加工溫度很高磨削加工溫度很高，且細(xì)小的磨屑會(huì)破壞工件表面質(zhì)量，且細(xì)小的磨屑會(huì)破壞工件表面質(zhì)量，要求切削

16、液具有較好的冷卻性能和清洗性能，常用半透明的要求切削液具有較好的冷卻性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液；磨削不銹鋼、高溫合金宜用潤(rùn)滑性能水溶液和普通乳化液；磨削不銹鋼、高溫合金宜用潤(rùn)滑性能較好的水溶液和極壓乳化液。較好的水溶液和極壓乳化液。 切削液不僅要選擇得合理，切削液不僅要選擇得合理， 而且要正確地使用，而且要正確地使用， 才才能取得更好的效果。能取得更好的效果。 1 1、 澆注法澆注法 澆注法如圖所示，這是最普通的使用方法。雖使用方便，澆注法如圖所示，這是最普通的使用方法。雖使用方便，但流量小、壓力低，難以直接滲透到切削刃最高溫度處，效但流量小、壓力低，難以直接滲透到切削刃最

17、高溫度處，效果較差。切削時(shí)，應(yīng)盡量澆注到切削區(qū)。車、銑時(shí)，切削液果較差。切削時(shí)，應(yīng)盡量澆注到切削區(qū)。車、銑時(shí)，切削液流量約為流量約為101020 L20 Lminmin。車削時(shí)，從后刀面噴射比在前刀。車削時(shí)，從后刀面噴射比在前刀面澆注好，刀具耐用度可提高一倍以上。面澆注好，刀具耐用度可提高一倍以上。 第五節(jié)第五節(jié) 切削液的使用方法切削液的使用方法澆注法澆注法2 2、高壓冷卻法、高壓冷卻法適于深孔加工，將工作壓力約適于深孔加工，將工作壓力約1 110 MPa10 MPa，流量約，流量約5050150 L150 Lminmin的切削液直接噴射到切削區(qū)，并可將碎斷的切的切削液直接噴射到切削區(qū)，并可將

18、碎斷的切屑驅(qū)出。屑驅(qū)出。 此法也可用于高速鋼車刀切削難加工材料，以改此法也可用于高速鋼車刀切削難加工材料，以改善滲透性，善滲透性，可顯著提高刀具耐用度，可顯著提高刀具耐用度， 但飛濺嚴(yán)重，但飛濺嚴(yán)重， 需加需加護(hù)罩。護(hù)罩。 3 3、噴霧冷卻法、噴霧冷卻法噴霧冷卻法如圖所示。以噴霧冷卻法如圖所示。以0.30.30.6 MPa0.6 MPa的壓縮空氣及噴霧的壓縮空氣及噴霧裝置使切削液霧化，從直徑裝置使切削液霧化，從直徑1.51.53 mm3 mm的噴嘴中的噴嘴中高速噴射高速噴射到切到切削區(qū)。高速氣流帶著霧化成微小液滴的切削液滲透到切削區(qū)，削區(qū)。高速氣流帶著霧化成微小液滴的切削液滲透到切削區(qū)，在高溫下迅速汽化，吸收大量熱