金屬切削液，即金屬及其合金在切削加工過程中使用的工藝潤(rùn)滑油。金屬切削液通常可分為以冷卻為主的水溶性金屬切削液和以潤(rùn)滑為主的純油性金屬切削液；水溶性金屬切削液又可細(xì)分為可溶性油(乳化液)、半合成切削液(微乳化液)和合成切削液三種。在所有潤(rùn)滑油中，金屬切削液的用量視各國(guó)的具體情況不同，約占其潤(rùn)滑油總用量的2%-3%，我國(guó)金屬切削液的年用量約為6萬(wàn)噸左右，其中水溶性金屬切削液和純油性金屬切削液各占50%左右的份額。

金屬的加工方法繁多，其中金屬切削加工是金屬加工中最常見、應(yīng)用最廣泛的一種。根據(jù)工件的形狀、精度及表面質(zhì)量的不同要求，金屬切削加工可分為車、銑、鉆、刨、鏜、鉸、拉削、齒輪切削、螺紋加工及磨削等。本文主要講述金屬切削液中水溶性金屬切削液的性能和選取。

一、水溶性切削液的主要性能

我們使用水溶性金屬切削液的主要目的是：延長(zhǎng)刀具的使用壽命；保證和提高工件的加工尺寸精度；改善工件表面的光潔度；及時(shí)排除金屬屑，確保切削過程順利進(jìn)行；及時(shí)帶走切削熱，迅速均勻冷卻刀具和工件等；防止機(jī)床和工件產(chǎn)生腐蝕和銹蝕；提高切削加工效率，降低成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，要求水溶性金屬切液必須具備下列幾方面主要性能：

1、冷卻性能

在金屬切削加工過程中，所消耗的能量，絕大部分(90%以上)都轉(zhuǎn)變成切削熱，它不但使刀具容易磨損，而且使工件容易產(chǎn)生局部燒傷或發(fā)暗，影響工件的表面的加工精度及加工質(zhì)量。因此，要求水溶性金屬切削液必須具有良好的冷卻性能。

2、潤(rùn)滑性能

刀具在切削工件的瞬間，通常承受著極大的切削力作用，水溶性金屬切削液良好的潤(rùn)滑性能可以減小刀具前刀面與切屑、后刀面與工件表面之間的摩擦與磨損，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，從而使工件獲得良好的加工精度和粗糙度；更重要的是減少切削過程中產(chǎn)生積屑瘤(即刀瘤)的機(jī)會(huì)。

3、清洗性能

金屬在切削(或磨削)過程中，油污、細(xì)小的切屑、金屬粉末和砂輪砂粒等互相粘結(jié)，并粘附在工件、刀具和機(jī)床上，影響工件的加工質(zhì)量，降低刀具和砂輪的使用壽命，影響機(jī)床的精度。因此，水溶性切削液應(yīng)具有良好的清洗作用，減少細(xì)小的切屑及金屬粉末等的粘結(jié)以利清洗，同時(shí)迅速將細(xì)小的切屑及金屬粉末等及時(shí)沖走。

4、防銹性能

水溶性金屬切削液在使用過程中大部分是水(約占80%-98%)，為銹蝕的產(chǎn)生提供了有利的環(huán)境，而水溶性金屬切削液中的極壓劑和某些表面活性劑往往會(huì)加劇金屬的銹蝕；同時(shí)，水溶性金屬切削液必須具備一定的防銹性能，使工件在加工過程中和加工后的短時(shí)間內(nèi)不產(chǎn)生銹蝕；同時(shí)，水溶性金屬切削液良好的防銹性能，也可保證切削液循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)床內(nèi)部不產(chǎn)生銹蝕及腐蝕現(xiàn)象，起到保養(yǎng)設(shè)備的功能。

同時(shí)，因?yàn)樗苄越饘偾邢饕旱慕M成成分中含有如表面活性劑、基礎(chǔ)油、油性劑和殺菌劑等，以及其與水混合的應(yīng)用方式特點(diǎn)，要求水溶性金屬切削液還必須具備良好的抗泡/消泡、抗菌性能，以及低毒/無(wú)毒性、硬水適應(yīng)性和氣味柔和等特點(diǎn)。

二、水溶性金屬切削液的選取

選取金屬切削液，首先要根據(jù)切削加工的工藝條件及要求，初步判斷選取純油性金屬切削液或水溶性金屬切削液。通常我們可以根據(jù)機(jī)床供應(yīng)商的推薦來(lái)選擇；其次，還可以根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取，如使用高速鋼刀具進(jìn)行低速切削時(shí)，通常采用純油性金屬切削液，使用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速切削時(shí)，通?？梢圆捎盟苄越饘偾邢饕?；

對(duì)于供液困難或切削液不易達(dá)到切削區(qū)時(shí)采用純油性金屬切削液(如攻絲、內(nèi)孔拉削等)，其他情況下通?？刹捎盟苄越饘偾邢饕旱?。總之，要根據(jù)具體切削加工條件及要求，根據(jù)純油性金屬切削液和水溶性金屬切削液的不同特點(diǎn)，同時(shí)考慮各個(gè)工廠的不同實(shí)際情況，如車間的通風(fēng)條件、廢液處理能力及前后道工序的切削液使用情況等，來(lái)選取具體的切削液類型。

其次，在選取了切削液類型后，還要根據(jù)切削加工工藝、被加工件材質(zhì)及對(duì)工件的加工精度和粗糙度的要求等，初步選取切削液的品種。

如選取磨削加工切削液時(shí)，我們不但要考慮普通切削加工的條件，更要考慮磨削加工工藝本身的特點(diǎn)：我們都知道，磨削加工實(shí)際上是多刀同時(shí)切削的加工工藝，磨削加工的進(jìn)給量較小，切削力通常也不大，但磨削速度較高(30-80m/s)，因此磨削區(qū)域的溫度通常都較高，可高達(dá)800-1000℃，容易引起工件表面局部燒傷，磨削加工熱應(yīng)力會(huì)使工件變形，甚至使工件表面產(chǎn)生裂紋；同時(shí)，因?yàn)槟ハ骷庸み^程中會(huì)產(chǎn)生大量的金屬磨屑和砂輪砂末，會(huì)影響加工工件的表面粗糙度等；

因此，在選取磨削加工的水溶性金屬切削液時(shí)，我們更要求該切削液具有良好的冷卻性、潤(rùn)滑性和清洗沖刷性。而根據(jù)工件材質(zhì)的不同，在選取水溶性金屬切削液時(shí)也要從不同材質(zhì)的不同特性選取不同的切削液產(chǎn)品，如切削高硬度不銹鋼，就要根據(jù)其硬度高、強(qiáng)度大、難切削等特點(diǎn)，選取極壓性能好的極壓型水溶性金屬切削液，來(lái)滿足切削過程中對(duì)切削液的極壓潤(rùn)滑性能要求；而對(duì)于如鋁合金、銅合金等材質(zhì)時(shí)，由于其材質(zhì)本身的韌性大、活性大等特點(diǎn)，在選取水溶性金屬切削液時(shí)，則更要求切削液的潤(rùn)滑性、清洗性等，同時(shí)，不能腐蝕工件。

在上述初步選取了金屬切削液后，還應(yīng)該從切削液產(chǎn)品對(duì)人身的刺激性/毒性、使用壽命、廢液處理、等方面綜合考慮，最終選取正確的金屬切削液的品種及使用濃度。在選取水溶性金屬切削液時(shí)，我們首先要考慮產(chǎn)品的低刺激性、低毒性，以確保操作人員的人身安全；

同時(shí)，各個(gè)使用廠家都強(qiáng)調(diào)切削液產(chǎn)品的使用壽命的長(zhǎng)短，都要求所選水溶性金屬切削液具有一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)的使用壽命，來(lái)滿足工廠降低綜合成本的要求，而且，較長(zhǎng)的切削液使用壽命，不但降低了水溶性金屬切削液的使用量，更減少了換液次數(shù)，減少機(jī)床停機(jī)時(shí)間，降低了人工費(fèi)用，以及減少水溶性金屬切削液的廢液處理次數(shù)和處理以及由此而產(chǎn)生的大量廢液處理費(fèi)用；

第三，隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境環(huán)保要求的不斷提高，要求水溶性金屬切削液的廢液必須經(jīng)過廢液處理并達(dá)到國(guó)家及地方的三廢排放標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行排放，因此，各工廠在選取水溶性金屬切削液時(shí)，也把其廢液處理難易程度列入選取標(biāo)準(zhǔn)之一。

根據(jù)水溶性金屬切削液使用的特點(diǎn)，就使得任何一個(gè)水溶性金屬切削液產(chǎn)品在使用過程中都難免會(huì)出現(xiàn)一些問題；因此，各用戶通常還會(huì)把供應(yīng)商的售后技術(shù)服務(wù)工作作為一個(gè)選取切削液產(chǎn)品的依據(jù)。所以，在選取正確的水溶性金屬切削液之后，我們要十分重視對(duì)使用過程中的切削液產(chǎn)品進(jìn)行有效的維護(hù)及保養(yǎng)工作。

通常，可根據(jù)水溶性金屬切削液使用條件、使用環(huán)境等的不同，確定一個(gè)合理的定期/不定期取樣檢測(cè)方案，通過取樣檢測(cè)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)或預(yù)見使用過程中的切削液可能或已經(jīng)出現(xiàn)的問題，及早加以處理或采取預(yù)防措施，避免問題的突出，給生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。水溶性金屬切削液的維護(hù)及保養(yǎng)通常由切削液供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)人員和用戶的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員共同完成，通?？梢酝ㄟ^檢測(cè)使用中水溶性金屬切削液的：濃度、PH值、防銹性、切削液穩(wěn)定性(靜置后浮油/浮皂量)、微生物含量(細(xì)菌、真菌、霉菌等)以及切削液的電導(dǎo)率(或總硬度)來(lái)加以評(píng)定分析，保證切削液的良好使用效果。

同時(shí)，由于水溶性金屬切削液中通常都含有表面活性劑、油性劑、礦物油及少量水分，這要求水溶性金屬切削液的儲(chǔ)存周期不能太長(zhǎng)；因此，為確保水溶性金屬切削液產(chǎn)品的新鮮，供應(yīng)商的生產(chǎn)能力、供貨周期也應(yīng)在水溶性金屬切削液選取時(shí)加以考慮。

在金屬切削液的選取中，水溶性金屬切削液的選取因其使用特點(diǎn)則更顯重要。

在國(guó)外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在進(jìn)行水溶性金屬切削液的選取時(shí)，在滿足切削加工工藝要求的同時(shí)，更注重其對(duì)人身健康的危害、廢液處理和綜合成本等方面的選取；這一觀點(diǎn)逐漸被國(guó)內(nèi)金屬切削加工行業(yè)所接受。根據(jù)這種情況，一些國(guó)外知名公司相繼在80年代后期將其優(yōu)質(zhì)的水溶性金屬切削液產(chǎn)品引進(jìn)到中國(guó)，來(lái)滿足中國(guó)市場(chǎng)的要求。

總之，在金屬切削加工過程中，必然要用到水溶性金屬切削液，為了我們的人身健康及對(duì)環(huán)境的保護(hù)，降低綜合成本而提高效益；我們必須從多方面考慮，綜合分析，選取更為適合的水溶性金屬切削液產(chǎn)品。