[科普中国]-合成切削液

合成切削液是一种水基型的切削液，它采用化学品制成，具有存放期长、安全无毒、高工效、高光洁度的特点；它没有生理毒性和环境污染的问题；它是环境友好型金属切削液。它是一种用在金属切、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,切削液由多种助剂经复合配伍而成，具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、清洗性能。

特点切削液是一种用在金属切、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,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病，对车床漆也无不良影响，适用于黑色金属的切削及磨加工，属当前最领先的磨削产品。切削液各项指标均优于皂化油，它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点，并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。1

分类切削液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。

水基的切削液可分为乳化液、半合成切削液和合成切削液。

合成切削液（简称合成液）是含大量水和多种水溶性功能添加剂但不含油的水基金属切削液，是一种颗粒极小的胶体溶液。其重要含有水溶性防锈剂、润滑剂、表面活性剂等。合成液因其透明、不易生菌、操作环境好而在机械加工行业得到广泛的应用。

化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和较好的工件可见性，易于控制加工尺寸，其稳定性和抗腐败能力比乳化液强。润滑性欠佳，这将引起机床活动部件的粘着和磨损，而且，化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动，还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。一般在下列的情况下应选用水基切削液：

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，使切削区超于高温，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护油雾和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，对一些易加工材料护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，又可大幅度降低切削液成本的场合。

6）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。均应考虑选用油基切削液2。

作用机理1****）润滑作用

切削液在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。 在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。

2**）冷却作用**

切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度（或流动性）有关。水的导热系数和比热均高于油，因此水的冷却性能要优于油。

3**）清洗作用**

在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切削液清洁。

4**）防锈作用**

在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。

5**）其它作用**

除了以上4种作用外，所使用的切削液应具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。2

参考配方水基合成切削液不含矿物油，为清澈透明液体，具有价廉、难燃、冷却、清洗性能好、操作环境干净、安全等优点，其使用性能决定于各种添加剂的性能及复配方法。近年来，国内市场上生产、销售、使用的合成切削液，其中防锈剂有相当一部分仍采用致癌物质亚硝酸钠，有的还含有污染环境的P、Cl 等元素。遵循环保、高效、节能原则，研制出不含亚硝酸盐、磷酸盐等公害物质的水基合成切削液是完全必要的。3

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选购要求切削液的选购首先要根据工艺条件及要求，初步判定是选用油基还是水基。一般情况下，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。

常见切削液油基切削液、水基切削液、环保长效切削液、加工中心专用切削液、微乳化切削液、极压切削油、拉丝油、金属磨削液、玻璃磨削液、油基磨削液、水基磨削液、切削油、线切割液、切割冷却液、线切割工作液、单硅片切割液、多晶硅切割液、蓝宝石切割液、乳化液、冲压油、淬火剂、高温油、极压切削液、防锈油、发黑剂、拉深油。

优点一、优良的防锈性能（防锈时间三个月以上）

二、溶液碧绿透明，具有良好的可见性，特别适合数控机床，加工中心等现代加工设备上使用。

三、环保配方：不含氯、三嗪、 二级胺 、芳香烃 、亚硝酸钠等对人体有害成份，对皮肤无刺激性，对操作者友好。

四、切削液变质发臭控制：精选进口添加剂，抗菌性较强，在中央系统或单机油槽中都有很长的寿命（一年以上不发臭 变质）

五、低泡沫：出色的抗泡性，可用于高压系统及要求高空气释放性的操作条件，软硬水适用。

六、润滑性：配方中含 有独特的表面活性剂，乳化剂。润滑性能远高于同类产品，明显降低刀具成本，提高表面加工精度，可替代切削油使用，为操作者创造良好的环境。

七、沉屑性：排油性具有良好的沉屑性，提供切削屑及切削细分的快速沉降，维持系统清洁及容易清洗排除污染物，浮油很快在切削液的液面上完全分离。

八、冷却性和冲洗性：良好的冷却性和清洗性，保持机床和工件的清洁，减少粘性物残留。

九、高浓缩型：用水稀释20-30倍，可正常使用1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学