1、切削油（液）的作用机理与调配生产和应用出现的问题及处理方法切削油（液）的作用机理与调配生产和应用出现的问题及处理方法2008年年5月月22日日一、切削油（液）的作用机理一、切削油（液）的作用机理（一）（一） 润滑作用润滑作用（二）（二） 冷却作用冷却作用（三）（三） 清洗作用清洗作用（四）（四） 防锈作用防锈作用二、切削油（液）的调配二、切削油（液）的调配（一）油基切削液的调配（一）油基切削液的调配（1）油基切削液的组成）油基切削液的组成（2）油基切削液各组分含量）油基切削液各组分含量（3）基础油的选择）基础油的选择（4）添加剂的选择）添加剂的选择（二）水基切削液的调配（二）水基切削液的调配水
2、基切削液的组成水基切削液的组成不同形态水基切削液各组分含量不同形态水基切削液各组分含量乳化油的调配乳化油的调配半合成微乳液的调配半合成微乳液的调配全合成切削液的调配全合成切削液的调配三、切削液应用出现的问题及处理方法三、切削液应用出现的问题及处理方法四、切削液的管理四、切削液的管理一、切削油（液）的作用机理一、切削油（液）的作用机理 使用金属切削液目的是为了降低切削力及刀具与工件、刀具与切屑 之间的摩擦，及时带走切削区内产生的热量及降低切削温度，并将切削过程中产生大量的切屑和磨屑排出，同时还要保证切削机床和加工工件不被腐蚀和生锈，所以切削液必须具备润滑、冷却清洗和防锈作用。（一）润滑作用（一）
3、润滑作用 在切削加工中，刀具切屑，刀具工件表面之间产生摩擦，切削液就是减轻这种摩擦的润滑剂。在后刀面，由于刀具带有后角，它与加工材料接触部分比前刀面少，接触压力也低，因此后刀具的摩擦润滑状态接近边界润滑状态，一般使用吸附性强的物质（如油性剂）和使金属接触部分的抗剪强度降低的物质（极压剂）能有效地减少摩擦。前刀面的状况与后刀面不同，剪切区经变形的切屑在受到刀具进给力的推挤下被挤出，其接触压力大，切屑也因塑性变形而达到高温。在供给切削液后，切屑由于受到骤冷而收缩，使前刀面上的刀具与切屑接触长度及切屑与刀具间的金属接触面积减少，同时还使平均切应力降低，这样就导致了剪切角的增大和切削力的减少，从而使工
4、件材料的切削加工性能得到改善。 在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入磨粒工件，及磨料磨屑之间形成润滑膜，使这些界面的摩擦减轻，防止磨粒切削刃的摩擦磨损和粘附磨屑，从而减少磨削力、摩擦热和砂轮磨损，降低工件表面粗糙度。切削液的润滑作用，一般油基切削液比水基切削液优越，含油性、极压添加剂的切削液效果更好。 切削液的润滑作用，一般油基切削液比水基切削液优越，含油性、极压添加剂的切削液效果更好。 油性添加剂一般是带有极性基（COOH、OH、C=ONH2等）的长链有机化合物，如高级脂肪酸、高级醇、动植物油脂等。油性剂是通过极性基团吸附在金属表面上形成一层润滑膜，这层润滑膜有较低的摩擦系数，可以减少刀具
5、工件，刀具切屑之间的摩擦，达到减少切削阻力、延长刀具寿命、降低工件表面粗糙度的目的。油性添加剂的作用只限于切削温度较低的状况，当温度超过200，油性剂的吸附层受到破坏而失去润滑作用，所以一般低速、精密切削使用含有油性剂的切削液。而在高速、重切削的场合，应使用含有极压添加剂的切削液。 所谓极压添加剂是一些含有硫、磷、氯元素的化合物，这些化合物在高温下与金属起化学反应，生成硫化铁、磷酸铁、氯化铁等具有低抗剪强度的物质，从而降低了切削阻力，减少了刀具工件，刀具切屑的摩擦，使切削过程易于进行。含有极压添加剂的切削液还可以抑制刀具积屑瘤的生成，改善工件表面粗糙度。 表1.硫、氯极压剂生成的固体润滑膜的性
6、质固体润滑膜固体润滑膜熔点熔点/抗剪强度抗剪强度/结晶结构结晶结构FeFeFeSFeSFe(15)+FeS(8Fe(15)+FeS(85)5)合金合金FeClFeCl2 2FeClFeCl3 315251525119311939859856726723023021001003030一一2020一一层状格子层状格子层状格子层状格子从表1.可见，氯化铁的结晶呈层状结构，所以剪切强度最低，氯化铁与硫化铁相比，其熔点低，在高温下（400）会失去润滑作用。硫化铁耐高温性能（700以上）最好。在重负荷切削及难加工材料的切削中一般都使用含有硫极压剂的切削液。切削液添加剂有效作用的温度范围见图1。极压添加剂除
7、了和钢、铁等黑色金属起化学反应生成具有低抗剪切强度的润滑膜外，对铜、铝等有色金属同样有这个作用，不过有色金属的切削不适宜用活性极压添加剂以免对金属造成腐蚀。金属皂氯化金属磷化金属硫化金属0 200 400 600 800 1000 温度/ 图1.切削液添加剂有效作用的温度范围 表2.切削液的极压添加剂与金属反应生成物的特征二维切削，t=0.05,v=5.5m/min,高速钢，a=15加工材料金属的抗剪强度/MPa切削液反应生成物反应生成物的抗剪强度1/MPa摩擦减少率%试验得出的摩擦减少率/%铁1305四氯化碳FeCl2FeCl3372152718880烷基硫FeSFeS2608一53一60铜
8、941四氯化碳CuCl1028965烷基硫Cu2S415755铝402四氯化碳AlCl3907865切削液的润滑作用与切削的渗透性有关，渗透性能好的切削液，润滑剂能迅速渗入到刀刃工件与刀具切屑界面，在刀具、工具和切屑表面形成润滑膜、降低摩擦系数，减少切削阻力。 （二）冷却作用（二）冷却作用 冷却作用是依靠切（磨）削液的对流换热和汽化把切削热从刀具、工件和切屑中带走，降低切削区的的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。切削液的冷却作用取决于它的热参数值，特别是比热容和热导率。此处，液体的流动条件和热交换系数也起重要作用。热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热来提高。水具有较高的比热容和大的
9、热导率。表3.水油的热参数值类别热导率/W/(mK)比热容/J/kgK气化热/（J/g）水油钢0.630.1250.213653.24.181031.672.09103460.52260167314改变液体的流动条件，高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果，特别对冷却效果较差的油基切削液,效果更明显。对切削量大的加工,切削液的温升较快，要求切削液的储存槽的容积也要大些，切削液循环周期延长，避免切削液温度过高。水基切削液的使用浓度与冷却效果也有很大关系。表4.为切削油和不同稀释比的乳化油的导热系数。试 样导热系数（J/2S）水乳化液（稀释50倍）乳化液（稀释25倍）切削油1.0050.7
10、250.5440.105从表4.看出，稀释倍数不同，导热性能差别也很大，而水和油的导热系数则相差10倍。所以在使用水基切削液时，如发现烧伤，冷却效果不好时就要适当加大稀释倍数，提高其冷却效果。切削液的消泡性能也会影响冷却效果。由于泡沫内部是空气，空气的导热性比水的导热性差很多，泡沫多的切削液冷却效果要下降。所以对于容易起泡的切削液要加消泡剂。（三）清洗作用（三）清洗作用在金属切削过程中，切屑、铁粉、磨屑、油污等物易粘附在工件表面和刀具上，影响切削效果，同时使机床和工件变脏，不易清洗。所以切削液必须具备清洗性能。对于油基切削液，粘度越低，清洗能力越强，特别含有煤油、柴油等轻组份的切削油，清洗、渗
11、透性能就更好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好。表面活性剂一方面能吸附各种粒子、油泥，并在工件表面上形成一层吸附膜，阻止粒子和油泥吸附在工件、刀具和砂轮上；另一方面能渗入到粒子和油污粘附的界面上，把粒子和油污从界面上分离，切削液带走。切削液的清洗作用还应表现在对切屑、磨屑、铁粉、油污等有良好的分离和沉降作用。循环使用的切削液在回流到冷却液槽后，能迅速使切屑、磨屑、铁粉、微粒等沉降在底部，油污等物悬浮在液面上，这样便可保证切削液反复使用后，仍能保持清洁、保证加工质量和延长使用寿命。全合成水基切削液和半合成微乳液的排油性十分重要。合成切削液和半合成微乳液如果排油性差，很快就会与机床漏下的油
12、或工件带进的油混合变成乳化液，失去了原切削液的特性，并且变成乳化液之后，容易被微生物侵蚀，腐败变质，影响加工效果和使用寿命。 （四）防锈作用（四）防锈作用在切削加工过程中，如果切削液没有一定的防锈能力，工件在加工后或工序间存放期间会受到空气中的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学腐蚀或电化学腐蚀，引起生锈，机床也同样会生锈。因此切削液必须具备较好的防锈性能。油基切削液一般都具备一定的防锈能力，如果工序间存放期不长，可以不加防锈剂，因为在切削油中加入石油磺酸钡等添加剂会使切削液的抗磨性能下降。要求防锈性好的切削油，可加0.10.2%的T746防锈剂，因加量少对切削液润滑性影响不大。铜、铝等有色金属可加
13、入少量的金属减活剂就能起到很好的防腐作用。对于水基切削液，PH值的控制对其防锈性能影响很大。对钢、铁等黑色金属PH值在99.5的范围防锈效果最好，而对铜、铝等有色金属PH值在78的范围较为合适。用水基切削液加工的工件在包装封存前的清洗防锈工艺十分重要，一般都要经过脱水防锈清洗后再涂防锈油。如工件的水及杂质微粒没清洗干净，即使用最好的防锈油也会很快生锈。由于清洗防锈工艺不当造成零件制品生锈的事故经常会发生。二、切削液的调配二、切削液的调配（一）油基切削液的调配（一）油基切削液的调配 （1）油基切削液的组成）油基切削液的组成：基础油矿物油：煤油、柴油、全损耗系列油、D系列溶剂油合成油：聚烯烃、烷基
14、苯、酯类油油性剂脂肪油：豆油、菜子油、棕榈油、糠油、猪油等脂肪酸：油酸、异构硬脂酸、棕榈酸等酯类：硬脂酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯等高级醇：十八醇极压剂氯系：氯化石蜡、氯化脂肪酸酯硫系：硫化脂肪油、硫化烯烃、聚硫化物磷系：二烷基二硫代磷酸锌、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二丁酯、磷氮化合物等有机金属化合物：有机钼、有机硼防锈剂抗氧剂抗烟雾剂消泡剂铜合金防锈剂磺酸盐、羧酸盐、有机酸、磷酸盐等酚系、胺系聚异丁烯、聚丁烯等二甲基硅油苯并三氮唑，巯基苯并塞唑（2）油基切削液各组份的含量）油基切削液各组份的含量 成 份通用切削油精密切削油非活性极压切削油活性极压切削油基 础 油矿物油硫化矿物油601000409004
15、09040100油 性 剂脂肪其它04001010400101040010极 压 剂非活性硫极压剂活性硫极压剂含氯极压剂其它000002000400501051504005防锈及防锈腐剂抗氧剂050105010501（3）基础油的选择）基础油的选择：在选择基础油时要考虑下面几个因素。1）基础油与添加剂的相溶性：有些深度精制的基础油与添加剂的相溶性较差，配出来的产品混浊。用环烷基油配出来的切削油其极压抗磨指标要比用石蜡基油的差，所以配极压切削油最好用石蜡基一类油作基础油。2）基础油的腐蚀性能：有些基础油含硫量高，对铜片有腐蚀，不能用来配有色金属切削油。3）基础油的倾点：要根据用户所处的区域来选择
16、不同倾点的基础油。在南方的用户，基础油的倾点选择在05的范围，而北方的用户，基础油的倾点一般要在10以下。4）基础油的闪点：配制低粘度切削油时，最好选用窄馏份高闪点的基础油，闪点低的基础油存在火灾危害，而且油烟雾大，污染工作环境。特别是磨削油更要选择高闪点的基础油。5）基础油的抗氧化性：切削过程中温度很高，基础油的抗氧化性如果不好，切削油很快就氧化变质，酸值升高，对机床和工件腐蚀，氧化产生的胶质，粘在过滤网使油路堵塞。特别在使用非标油的时候要注意油的抗氧化性能。6）基础油的水溶性酸碱：一般切削油不能含水溶性酸碱。水溶性酸碱会导致切削油的极压润滑性下降和引起工件、机床腐蚀生锈。7）配制低粘度油时
17、，要注意不能全部使用溶剂油，因为溶剂脱脂性强，很容易使操作者产生皮肤炎、红斑等，要加入一部分粘度大一点的矿油和脂肪油。 （4）添加剂的选择：）添加剂的选择：在选择添加剂时考虑下面几个因素。1）添加剂的配伍性：有些添加剂复合后润滑性会增强，有些添加剂复合后，反而会使润滑性能下降，在确定配方时要注意添加剂的配伍性。2）极压添加剂的腐蚀性能：在配制极压切削油时，一定要做铜片腐蚀试验。当配非活性极压切削油时，铜片腐蚀一般要求1级，2级以上为不合格。但配活性切削油时，铜片腐蚀必须34级，2级以下说明切削油没有活性，为不合格。另外在使用氯化石蜡作极压剂时，最好先做氯化石蜡的铸铁片腐蚀试验，如铸铁腐蚀试验不
18、合格不能用，否则生产出来的切削油对机床和工件有腐蚀。3）控制脂肪油的加入量：加入脂肪油可以降低切削油的摩擦系数、提高切削油的润滑性能，但脂肪油如猪油、豆油、菜子油、棕榈油等抗氧化性能都比较差。用一段时间后会氧化，使油变粘，在机床上产生“黄袍”，并堵塞过滤网等。所以在切削油中加入量不能大，一般不要超过6%，如需要加大油性剂量时，可以用合成酯和脂肪油混合使用，如硬酯酸丁酯等，抗氧化性能比较好，与脂肪油混用，可以提高切削效果和延长切削油的使用寿命。（二）水基切削液的调配（二）水基切削液的调配 （1）水基切削液的组成）水基切削液的组成 乳 化 油基础油：全损耗系统用油、软麻油、二线油、再生油乳化剂：S
19、P-80、TW-80、TX-10、AE03、石油磺酸钠、太古油等防锈剂：石油磺酸盐、环烷酸锌、三乙醇胺、烯基丁二酸等铜合金缓蚀剂：苯并三氮唑等油性添加剂：脂肪油、脂肪酸酯、三羧甲基丙烷油酸酯等极压添加剂：硫化脂肪油、氯化石蜡、二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯等偶合剂：乙醇、二甘醇、多元醇消泡剂：乳化硅油消泡剂杀菌剂：三丹油、NN一二亚甲基吗啉（MBM），六氢二嗪衍生物（BK）合 成 切 削 液润滑剂：聚乙二醇、聚乙二醇酯、脂肪酸皂等极压剂：硫化脂肪酸皂、氯化脂肪聚醚等表面活性剂：TX-10、聚醚、T-80等防锈剂：醇胺、硼酸醇胺缩合物、钼酸盐、硼酸盐、羧酸盐等消泡剂：乳化硅油消泡剂铜合金防蚀剂：苯并
20、三氮唑防腐杀菌剂：甲醛、二氢二氮杂苯等（2）不同形态水基切削液各组分含量：）不同形态水基切削液各组分含量：不同形态水基切削液各组分含量 成 分含 量%乳化油半合成微乳液合成液基础油脂肪及脂肪酸极压剂醇胺或碱表面活性剂多元醇防锈剂有色金属防蚀剂杀菌剂抗泡剂水其它50800300200510300100100.10.51200.101004052002003010400205100.10.5120.10.5105000100200405200205200.10.5020.10.54080010（3）乳化油的调配）乳化油的调配1）基础油的选择）基础油的选择:基础油的类型和粘度范围对乳化油的乳化性能影
21、响很大,一般粘度范围在1530mm2/s(40)的石蜡基或环烷基油都可以作乳化油的基础油.环烷基油的凝固点低，一般在北方用乳化油最好用环烷基油作基础油。基础油的粘度太大或太小都不利于乳化油的乳化性能和乳化油稳定性。2）乳化剂的选择：）乳化剂的选择：乳化液由于水、油比重的差别，体系中布朗运动的影响以及表面自由能的作用，属于一种不稳定体系，只有通过选择合适的乳化剂维持体系的平衡才能达到稳定，否则就会导致油水分离。要选择合适乳化剂首先要从乳化剂的HLB值考虑。HLB值是乳化剂的亲油亲水平衡值，HLB值愈大，乳化剂的亲水性能愈强，HLB值愈小，亲油性就愈强。不同的基础油要达到乳化稳定所要求的HLB值也
22、不同，一般矿油要调配成稳定的O/W乳液，其体系的HLB值要在911的范围。HLB值可通过乳化剂在水的溶解性来确定，见表9。表9.通过水的溶解性测定乳化剂HLB值加水性质HLB值范围不分散分散不好激烈震荡后成乳化分散体稳定乳化分散体半透明分散体透明溶液143668810101313通过对乳化剂的HBL值初步判断后，可以选定12个HLB值小乳化剂和12个HLB值大的乳化剂进行乳化油配方试验，最后确定乳化剂的类型和添加量。 3）油性剂的选择：）油性剂的选择：作为乳化油的油性剂主要是脂肪油及各类有机酸酯。 表10.各类油性剂的摩擦系数油 品 组 成摩 擦 系 数150SN矿油95%150SN矿油+5%
23、棕榈油95%150SN矿油+5%硬脂酸丁酯95%150SN矿油+5%三羟甲基丙烷油酸酯95%150SN矿油+5%导构醇油酸酯95%150SN矿油+5%油酸二辛酯0.1740.1580.1460.1650.1360.128用动植物油脂作油性剂价格便宜，但抗氧化性能差，容易腐败变质。用合成酯抗氧化性能较好，润滑性能好，价格相对贵些。可以根据乳化油的使用范围选用相应的油性剂。 4）极压剂的选择）极压剂的选择:用于乳化油的极压添加剂主要有氯化石蜡、有机硫化物、钼酸盐、硼酸酯等。钼酸盐较贵，硼酸酯用得比较普遍，对于加工不锈钢、耐热合金等难切削材料，要加入硫、氯型极压剂。用硫极压剂时，要注意铜腐蚀问题，要
24、加铜缓蚀剂。用氯添加剂时，容易引起铸铁、碳钢的锈蚀问题，要加强防锈或加入氯离子捕获剂，防止氯离子对金属的腐蚀。5）防锈剂的选择：）防锈剂的选择：乳化油防锈剂分为二大类：一类是油溶性防锈剂，主要是石油磺酸盐、羧酸盐等；二类是水溶状防锈剂，主要是醇胺硼酸、钼酸盐等。一般都要二类防锈剂同时使用，防锈效果最好。6）杀菌剂的选择：）杀菌剂的选择：乳化液抗御微生物的能力比较差，很容易被细菌、霉菌繁殖而发臭变质。加入高效杀菌剂是防止乳化液发臭变质的有效办法。加入的杀菌剂必须是广谱的，既要杀细菌也要杀霉菌，同时要低毒、低刺激性。一般加入量为12%。（二）半合成微乳液的调配（二）半合成微乳液的调配半合成微乳液配
25、制方法基本同乳化液。微乳液的基本组成为矿油30%、水30%、乳化剂及其它添加剂40%。近年来，为了提高微乳液的润滑性，市场上出现了高含油微乳液，其组成为矿油4050%、水2010%，添加剂40%。配制微乳液时，由于水含量增大，要达到乳化液平衡，就需要加大乳化剂的含量。乳化剂用量的加大带来二个问题：一是泡沫增多，二是微乳液对机床油漆的侵蚀性加重。所以在配制半合成微乳液时，选择乳化剂就要考虑这二个因素。一般选用带环氧基团少的表面活性剂其起泡性和对油漆的侵蚀性都要比带环氧基团多的表面活性剂好。所以要尽量选用带环氧基团少的表面活性剂。而带环氧基团少的表面活性剂如M0A3，OP4等其HLB值偏小，所以要
26、加大醇胺或多元醇的量使之达到体系平衡。如广州机械科学研究院去年推出的Q202无氯极压微乳液就属此类产品。用户反应良好。（三）全合成切削液的调配（三）全合成切削液的调配全合成切削液主要由无机盐、醇胺、水溶性的润滑剂、防锈剂等组成。由于全合成是单相体系，不存在相分离等问题，稳定性比较好。配制合成液时要注意无机盐与切削液其它组份的相溶性及无机盐的饱和度。无机盐的饱和度是随温度变化的。有时在南方配制的产品透明度很好，但运到北方后，由于气温下降，无机盐的饱和度变小，就会析出，使产品变浑浊和沉淀。全合成切削液大多用在磨削加工，磨削加工时一般磨削液的喷淋速度都比较大，要求磨削液有很好的消泡性能。此外，水质硬
27、度高的水，配制切削液时，钙镁离子很容易与切削液的水溶性脂肪酸皂反应，生成不溶于水的钙镁皂，使切削液的润滑性能下降，不溶性的皂会堵塞管道和过滤网，影响切削液的正常供液。所以对水质硬的地区要提供抗硬水的切削液。如不能使用脂肪酸皂作润滑剂及尽量避免使用阴离子表面活性剂等。在切削液中加入EDTA（乙二胺四醋酸四钠）抗硬水剂也有一定效果。三、切削液应用出现的问题及处理方法三、切削液应用出现的问题及处理方法 表11，切削液在使用中出现的问题及处理办法 出现的问题主 要 原 因解 决 办 法切削油产品混浊1) 基础油与添加剂互溶性差，基础油精制程度过高或抗氧化性能太差。2) 基础油含水超标。1、对新到的基础
28、油要做小样试验，配出的产品透明才能使用。2、对不透明的基础油要进行水分含量测定，只含微量水份的基础油在调油时先升温至80 90，搅拌1-2小时，待水份挥发后，降至60加入添加剂调配。含水太多的基础油不能用于生产切削油乳化油产品分层1) 乳化油的平衡没调好，乳化油体系的HLB值(亲油亲水平衡值)偏大。2) 基础油抗氧化性能差，在储存过程中氧化变质而破坏乳液体系平衡。1、补充12%HLB值低的表面活性剂(HLB值=45)2、不能用抗氧化性能太差的基础油。乳化油用水稀释后有浮油乳液的平衡没调好，乳化油体系的HLB值偏小。加入一定量的HLB值大于13的表面活性剂，加入量要与保持乳化油体系平衡为标准，否
29、则会导致乳化油分层水基合成切削液混浊分层1) 所用无机盐的质量有问题，有些无机盐放置时间过长被风化，水溶性差。2) 所用色粉质量不好。3) 添加剂反应不完全。1、严格控制所购买无机盐的质量，注意原材料的失效期，过期材料不能用。2、购买质量好的色粉。3、严格按生产工艺规定的条件进行生产，合成添加剂反应的温度，搅拌速度、搅拌时间要控制好。出现的问题主要原因解决办法机床或加工件生锈(水基切削液)1) 切削液浓度太低，使用过程中只加水不加原液。2) PH值降低。3) 切削液腐败变质。4) 含氯极压剂分解。1、定期检测切削液的浓度变化，及时添加新液，保持使用浓度。2、加入碱或二乙醇胺，保持PH值在8.5
30、以上。3、加杀菌剂或更换切削液。4、改用不含氯的切削液。机床或加工件生锈(油基切削液)1) 切削油中混入水分。2) 含氯极压切削油添加剂分解。1、前工序用水基切削液加工的工件要作脱水处理，避免工件带进的水混入切削油中，微量的水可加入1-2%T702防锈剂，水含量大而换新油。2、换不含氯的极压切削油。加工精度下降1) 冷却不充分或不均匀。2) 切削液选型不合适。3)加工液长时间没更换导致性能失效。1、调整与改善供液喷嘴，扩大供液范围，提高供液压力与流量。2、改变加工液品种，选用合适的切削液。3、更换新的加工液。铜铝合金零件变色1) 切削油中含有活性硫极压剂。2) 水基切削液PH值过高易产生氢氧化
31、铜(铜绿)、氢氧化铝(铝表面白斑)。1、改用非活性硫极压剂的切削油2、选用低PH值的水基切削液或加入有效的铜、铝腐蚀抑制剂，如苯并三氮唑，汽巴42等。水基切削液泡沫过多，消泡慢1) 切削液的压力及流量太大，造成泡沫过多。2) 消泡剂稳定性差，失效时间快。3) 切削液腐败变质。4) 铝镁合金加工时产生氢气。1、应选用消泡性能好的切削液。2、选用质量好，贮存期长的消泡剂。3、更换切削液或加杀菌剂。4、更换适合铝镁合金加工的切削液。出现的问题主 要 原 因解 决 办 法切削液变色发臭1) 停机时间过长，引起微生物大量繁殖而腐败发臭。2) 设备润滑油或上一工序零件带入切削油使水基切削液乳化，容易受细菌
32、侵蚀。切削液表面覆盖油层也加速厌氧菌的繁殖。1、停机期间最好能每天都开机，搅拌1-2小时让切削液循环流动或在节假日停机前加入杀菌剂。2、尽量减少设备的漏油，对浮在切削液表面的油层及时清除。机床油漆变色与剥落切削液的碱与表面活性剂对油漆有侵蚀作用。有些机床油漆如过氧乙烯漆，氨基漆等对切削液的适应性较强，而硝基漆则较差，对硝基漆机床选用乳化液作为冷却液适应性要好些。操作者过敏、皮肤炎1) 油基切削液轻质组分过多，芳烃含量高导致皮肤过敏。2) 水基切削液中的碱和表面活性剂对人的皮肤有脱脂作用，某些组分对部分人有过敏作用，以致诱发皮肤炎。1、选用芳烃含量低的切削油，低粘度的基础油要搭配一部分粘度高的油
33、来调配切削油。2、选择对皮肤刺激小的切削液。操作者采取必要的防护措施，避免接触时间过长或戴防护手套等。出现的问题主 要 原 因解 决 办 法工件表面粗糙（粗糙度达不到工艺要求、有瑕疵、烧伤）1) 润滑性能差。2) 切屑的影响。3）油的冷却清洗性差。1）换成润滑油性能好的切削油（油性和极压性都较好）。2）改善过滤方法，清除细小切屑。3）加大切削油的压力和流量、改变注油方向。使用过程中，刀具刃磨次数增多，刀具寿命逐渐缩短1）因漏油而使添加剂浓度降低（切削油）。2）只补充水而降低水基润滑剂的浓度。1）补充新油或补充极压润滑添加剂。2）采取措施防止漏油3）补充原液，调整使用液的浓度。定期监测浓度。油基
34、切削液换成水基切削液，导致刀具寿命下降水基切削润滑性不如油基切削液。1）使用含有油性剂和极压添加剂的乳化液。2）加大水基切削液的使用浓度。磨削时砂轮的砂孔堵塞1）磨削液渗透、清洗性能差，砂轮气孔被磨屑堵塞。2）磨削液润滑性不足，砂粒切刃被磨平。1）对磨削油要降低油剂的粘度，增加供油压力和流量。2）水基磨削液，要换成渗透性、洗净性好的磨削液。3）换成含油性剂和极压剂的磨削液。热固性树脂砂轮使用寿命短由于磨削液的碱性作用，使粘合剂溶解。使用碱性较弱的水基磨削液（PH8.5）。出现的问题主 要 原 因解 决 办 法磨削加工件精密度不良1) 磨切液冷却性差，工件热膨胀。2) 磨削液清洗和自锐性能差，砂
35、轮孔堵塞，磨出的工件成椭圆。3）油的冷却清洗性差。1）增大供液压力和流量。2）降低磨削液的温度。3）改善磨削液的质量和自锐性能。加工部件在工序间生锈1）停滞时间过长。2）夜间温差大，空气中水分凝结。3）梅雨季节，空气湿度大。4）附近化工厂排出酸性气体或海边和盐井附近。1）涂工序间防锈油。2）改用不含氯极压剂的防锈切削油。水基切削液使用过程中变成紫红色1) 刀具或工件含有钴元素。1）使用具有防钴析出功能的切削液。乳化液和微乳液在使用过程析皂量大，液面上浮有一层不溶物1）水的硬度过高1）使用抗硬水的产品。2）在水稀释乳化油时先加入一定的抗硬水剂EDTA或碳酸钠。出现的问题主 要 原 因解 决 办
36、法电气开关系统故障1) 混入水分。2) 加工过程水雾大。3）切削液中的水溶性添加剂吸湿性太强。1）增设密封垫、防水盖。2）换成含无机盐少的切削液，如乳化油。过滤器堵塞，管道堵塞1）油基切削液氧化产生胶状物。2）水基切削液腐败，细菌和霉菌繁殖、生成淤泥。1）更换抗氧化性能好的切削油。2）水基切削液加杀菌防霉剂，定期监测液的浓度和细菌、霉菌数。3）用机械方法清除系统中沉积物，用杀菌水清洗系统。工件包装封存后，短期内出现锈迹和黑点1)工件封存前的清洗工艺不合理。工件有水和杂质。2）防锈油混入水分和杂质。1）要选定合理的清洗工艺，如水基切削液在工件加工完后要用脱水防锈剂清洗再涂防锈油。2）选用质量合格
37、的防锈油。 四、切削液的管理四、切削液的管理1、油基切削液的管理（1）供液系统的清洁与维护 新机床第一次使用时，要预先将机床工作点及供液系统的防锈油脂清洗干净，否则会导致切削油性能下降及堵塞过滤网。每次更换新液前，必须将供液系统洗净，除去切屑、油泥、淤渣等。残留的旧油、油泥、淤渣等如混合到新油中，会加促新油的劣化变质。如果在使用过程中要加入其它类别的切削液，必须预先进行两种切削液的相溶性试验及相关性能指标的测试，性能指标没有明显变化时可以混合使用。 （2）油基切削液的氧化变质及解决办法切削油氧化变质是影响切削油使用性能和使用寿命的主要原因，引起油基切削液氧化变质的原因： 阳光照射能诱发氧化，所
38、以要尽量避光保存和使用；某些金属（如Fe、Cu、Pb等）对氧化有促进作用，油品中的金属盐对氧化的促进作用更大，应及时清除切屑、沉渣等；切削液基础油影响。一般石蜡烃和芳香烃氧化安定性较好，环烷烃特别是多支链环烷烃较差，烯烃最差。石油精制时残留下来的非烃类物质会使油品的氧化性能下降，因此要选择精制程度高的基础油；有些切削油添加剂如动植物脂肪，带不饱和键的油性极压添加剂等，比较容易氧化，从而加速切削油的氧化。可以采用合成脂来替代动植物油，尽量采用碘值低的添加剂；温度愈高、氧化愈剧烈，所以在运输、贮存时应保持阴凉，切削油槽容积尽量大些，可降低切削加工时的切削油温度。 （3）水份混入的影响和处理切削油中
39、混入水份含影响切削油的加工性能和防锈性能，特别是应用氯系极压剂的场合，水与游离氯化氢会结合成盐酸，引起机床和工件生锈。切削油中含有水份会使切削油的磨擦系数上升和极压润滑性大幅下降，加促刀具磨损，影响刀具使用寿命，及影响工件表面加工质量。如果切削油混入太多的水只能换掉，加入新油。如混入水份较少，可用加热的办法将水份蒸掉，注意加热油温度不能超过100，以免破坏切削油添加剂的性能。（4）漏油混入的影响与处理在切削油中混入机床的液压油、导轨油等会改变切削油的成分，产生沉淀物，促进切削油的劣化。而且混入大量的机床润滑油，含降低切削油的添加剂浓度，使切削油性能下降。液压油的混入大都是由于密封不良接触，只要
40、检修好密封装置，就可以防止混入。当混入的漏油量较多时，需要及时补充添加剂，并定期测定切削油的质量指标。一些大型机械加工厂，对切削油进行跟踪监测，对保证切削液的使用性能和延长切削液的使用寿命是十分有利的。（5）微细切屑和淤渣的影响与处理铁、铜、铝等金属尤其是刚切下来的带新鲜表面的金属在切削液中起催化剂作用，会加速切削液的氧化。一般切削油的过滤系统只过滤大的切屑，对细微切屑及淤渣等过滤不了，而沉积在油箱内，就会加速切削油的劣化变质，使之粘度增大，并生成胶状物。而且混入的细铁粉对枪钻加工和磨削加工会导致工件加工表面粗糙度变坏，还会损坏供液泵。解决的办法是增加排除微切屑的过滤装置。（6）使用活性极压切
41、削油要注意保护机床的有色金属零部件一般机床与切削液接触的部分带有铜、铝等有色金属时要注意尽量避免使用活性极压切削油。或加入高效的有色金属减活剂、避免有色金属遭腐蚀。 2、水基切削液的使用管理（1）水基切削液的浓度管理水基切削液要在一定的浓度范围内使用。使用浓度过高，不仅会引起成本提高，容易发泡，会引发皮肤炎,降低冷却性能。相反使用浓度太低，容易产生切削液防锈性能下降而引起工件和机床生锈 ，而且由于浓度低而使切削液润滑性能下降,导致刀具磨损增大，加工质量变差等。同时会降低切削液抗御微生物的能力，使切削液容易发生变质。所以保持切削液在规定的浓度是水基切削液管理的主要环节。现场监测切削液的浓度可以使
42、用光学折射计直接测量。为了维持切削液正常的使用范围，企业应指定专职人员配制和监测切削液，及时补充新液和水。 （2）水基切削液的防腐蚀管理稀释水的水质水中的矿物质和盐类可能引起铁和盐铁等金属腐蚀，溶解于水中的盐以金属离子和酸根离子的形式存在，盐酸根和硫酸根会腐蚀多种金属。切削液的水愈纯净，愈不易引起金属腐蚀。此外，切削液在使用过程中，水分不断蒸发和补充，供液中的盐会越积越多，腐蚀性也会愈来愈严重。所以对使用时间长没更换的切削液要定期检测液中盐的含量，如含量太高要更换新液。 金属零件表面结露当空气温度高时，水会在金属表面结露，由于使用水溶性切削液加工的工件表面没有油膜（合成切削液）或油膜很薄（乳化
43、液），对水的防御能力较差，所以很容易生锈。在梅雨季节，金属零件加工完后最好涂上防锈油脂。 不同金属接触引起的腐蚀不同金属接触并同处于电解质溶液时，会产生电化学腐蚀，电极电位较负的金属将会不断因腐蚀而溶解。铜、铝等零件放置在机床的铸铁床面上加工，如果放置时间长，使用含电解质的水基切削液就会产生腐蚀，铜和铝的切屑落在有水基切削液的床面上，不及时清扫也会产生腐蚀。大气环境引起的腐蚀空气中存在有腐蚀性气体，如海边或盐井附近，电镀车间附近，由于空气中有氯离子或硫酸气体，机床及金属零件特别容易生锈。 前工序残留物引起腐蚀热处理和电镀过程中残留在工件中的盐酸等物质极容易使引起后续工序产 生 腐 蚀 ， 因
44、此 ， 这 些 零 件 在 机 加 工 前 ， 必 须 进 行 彻 底 清 洗 。 装载和搬运器具引起的腐蚀未经处理的木材，纸板多是酸性，用于装载零件时，亦会引起锈蚀，用铸 锌材料制成的篮子、箱子等摆放零件时，可能产生异种金属接触导致电化 学腐蚀。搬运中层叠堆放的零件也容易生锈，这些都要采取措施避免。 后处理不当引起腐蚀零件加工后用压缩空气吹掉零件的污物，同时吹掉了起防锈作用的切削液 膜 ， 而 且 压 缩 空 气 有 水 份 ， 容 易 引 起 锈 蚀 。 微生物繁殖引起腐蚀水基切削液中由于微生物的繁殖，使切削液腐败变质，使切削液PH值下降 ，产生一些硫化氢之类的物质，使机床和零件锈蚀。要定
45、期监测切削液的 PH值，细菌含量，定期补加杀菌剂或更换切削液。（3）水基切削液的防腐败管理水基切削液中含有微生物生长繁殖所必需的营养物质，如油脂、硫、磷等极压润滑剂，氨及酰氨类化学物所含的氮、空气中的氧等，又有水分和适宜的温度，这样的环境很适合于微生物的生存和繁殖。水基切削液中微生物的种类包括细菌和真菌，主要细菌有大肠杆菌、肺炎球菌、变形杆菌、伪质胞菌、沙门伤塞菌、葡萄球菌等。真菌主要是霉菌和酵母菌。这些微生物在适宜环境下，每2030分钟分裂一次，按几何级数增长，24h内产生的细菌数可达数千万，在周末或节假日，切削液处于静止状态，助长厌氧菌的繁殖，使切削液在12天内就腐败变质。 微生物繁殖给水
46、基切削液的危害表现如下：a 使切削液变臭，颜色变灰、变黑；b 细菌产生的酸引起PH值下降，防锈性能变差；c 切削液的成分分解，使切削加工质量下降，刀具寿命短；d 生成渣滓或油泥状粘稠物，影响机床运动，导致供液管道、供液泵和过滤器堵塞； e 表面活性剂分解，导致切削液破乳、分离；f. 产生恶臭、污染环境、影响操作者健康。 抑制微生物繁殖的措施： 选用少含微生物营养 组分的切削液，适量使用防腐杀菌 剂以阻止微生物繁殖； 加入新液时，首先把机床周围供液系统内的切屑和异物 完全清除，用杀菌剂充分消毒； 稀释水用自来水或软水，避免使用含盐过多的硬水； 定期检查PH，当PH值下降时，要补充新液或PH值提高剂 ，保持PH值在9左右； 定期检查使用浓度，使切削液在规定的正常浓度下工作； 定期检查微生物繁殖情况，当细菌超过105个/ml时，就应 添加杀菌剂控制其繁殖； 注意防止漏油混入，设置能迅速清除漏油的装置； 采用有效的排屑方式，避免切屑特别是微细切屑在油箱内 长期沉积； 节假日等长时间待机时，在待机前提高切削液的浓度和PH值 ，并加入杀菌剂。 谢 谢！
