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常见、应用广泛的一种。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，选取压性能好的压型水溶性金属切削液，来满足切削过程中对切削液的压润滑性能要求；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。