切割液：定义、原理、应用与维护全解析
切割液：定义、原理、应用与维护全解析
切割液是金属加工中不可或缺的重要辅助材料，它在冷却、润滑、清洗和防锈等方面发挥着关键作用。本文将详细介绍切割液的工作原理、应用领域、分类方法以及使用注意事项，帮助读者全面了解这一工业技术的重要组成部分。
切割液概述
切削液（cutting fluid, coolant）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。它由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，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。
工作原理
金属切削液要使固体润滑剂发挥润滑作用，必须使其进入摩擦副间。如果它能粘着在摩擦面上形成固体润滑膜，则能充分发挥它的润滑作用。
首先，要使固体精滑剂稳定地分散在润滑油脂中，并使之成为胶体为此，可把界面活性剂(或称分散稳定剂)敷于微粒表面，使其获得亲油性水基切削液，以防微粒之间发生相聚而沉淀。如把油胺醋酸盐、油酸钠、磺化琥珀酸钠、聚乙二醇油酸酯等表面活性剂，或如羟乙基纤维索、2- 羟阿基三甲基氨氯醚、丙烯酸酯 甲基丙烯酸酯丙烯” 。酸<或申摹丙烯酸)的共聚物等高分子化合物加入油脂中．能起分散稳定作用。
其次，注意微粒的颗粒度和粒度分布状态。应把粒度大于l0um的微粒除掉，因为几十微米大的颗粒不容易进入摩擦表面之间，同时还可能堵塞油路的微小孔隙。对于小于10um的微粒，应该对粒度分布进行最佳调节。
第三，为了使固体润滑剂导入摩擦界面之间，重油污清洗剂油液的流入口应当开宽些。与橱动摩擦相比．滚动牵擦或滚动一滑动摩擦均能更容易地使固体粉末导八摩擦界面间。在滑动摩擦条件下．摩攘表面的粗糙度(Ra)稍大一些为好。
应用
润滑：金属切削加工液（简称切削液）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。
冷却：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。
清洗：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，保持界面清洁。
防锈：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。
其它：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。
分类
水基的切削液可分为乳化液、半合成切削液和全合成切削液。
乳化液、半合成以及全合成的分类通常取决于产品中基础油的类别：乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液；半合成切削液是既含有矿物油又含有化学合成基础油的水溶性切削液；全合成切削液则是仅使用化学合成基础油（即不含矿物油）的水溶性切削液。
每一种类型的切削液都会含有除基础油以外的各种添加剂：防锈剂、有色金属腐蚀钝化剂、消泡剂等。
有些厂家会有微乳液的分类；通常认为是介于乳化液和半合成切削液之间的类别。
乳化液的稀释液在外观上呈乳白色；半合成液的稀释液通常呈半透明状，也有一些产品偏乳白色；全合成液的稀释液通常完全透明如水或略带某种颜色。
选型指南
第一个问题是：你在切削加工中加工的是什么材料？回答这个问题往往是最困难的，因为在正常的情况下，大多数车间内所加工的工件材料是各种各样的。如果答案毫不含糊的说是“铝”或“不锈钢”或“铸铁”，切削液的选用就可能相当简单和直截了当。可惜在大批量生产的工厂，这样的情况极少。 如果所切削加工的绝大部分零件为铝或有色金属，那末切削加工时就必须采用非污染型切削液。一般来说，所使用的切削液为加有特殊成分的半合成液体，可防止有色金属工件的双金属腐蚀和污染。如果有色金属占绝大部分，选用通用的半合成或混合切削液比较经济。
第二个问题是：在你的切削液中含有哪些化学成分？这个问题可能涉及到切削液使用的成败原因。很少有工厂会花费必要的资金，去投资安装采用等离子技术或逆向渗透技术的有效水净化系统。 可惜在重新配制切削液的过程中，所使用水中的化学成分对切削液的性能和油箱的使用寿命会产生相当大的差别。大部分切削液生产厂将会做一些必要的用水试验，以确定溶解于水中的矿物质含量，并根据试验结果来推荐使用切削液。
第三个问题是：你现在使用的是什么切削液？解答这一问题有助于缩小选用切削液的范围。结合目前使用的切削液优缺点进行客观的分析，就能很快地对这一问题做出答复，使你在相对较少的、具有竞争性的各种替代切削液中选用，以满足你的切削要求。 今天所使用的多数切削液都是以前所沿用下来的。如果一家公司永远不思进取的话，他们最终必将会被其竞争对手所取代，这是今天市场的严酷现实。
第四个问题是：有哪些切削液可供你选用？这个问题关系到一种切削液的最终选择。
维护保养
加入环保切削液前，用专门的机床管道清洗剂将环保切削液水池和管道清洗干净，并杀菌处理。
配制：将环保切削液徐徐倒入水中并均匀搅拌，环保切削液初次使用浓度可偏高一点，如5~10％
定期补充环保切削液，且需及时清理铁屑和过滤系统，保持冷却系统干净。
要经常检查环保切削液的使用浓度、碱度和细菌数，保证环保切削液处于良好的使用状态。
环保切削液浓度=折光仪读数*折光系数。废环保切削液的处理处置废油的具体方法工厂间彼此会有所不同，但基本原则相同。油性环保切削液用过的油性环保切削液可由经许可的工业废油收集商处置。水性环保切削液对于油类废物要求在乳化液排放之前对其进行物理或化学“分离”。分离之时，污水的油相被去除，剩下的水相经沉淀后排放。污水排放应获得监管当局的批准。如果没有废物处理设施可用，那么用用过的乳化液必须通过经许可的工业废油收集商进行处置。从乳化液中分离出的油决不能用在环保切削液或与其他润滑油混合。
注意事项
在车间加工的过程中，切削液产品的应用需求是较为频繁的。需要注意的是，这类产品的应用一定要注意基本的安全问题，因为需要直接接触的关系其成分的组成必须要加以合理的分辨。要知道，市场上很多的切削液成份中含有不少刺激皮肤的化学物质，一旦长期接触的话很容易造成皮肤发红等过敏状况，甚至一些有毒物质的存在很容易导致慢性中毒。
因此，对诸多加工企业来说，这类产品的选择必须确保足够的安全环保才行，否则一旦具有毒性的话风险就真的不小了。对诸多员工来说，在具体的加工过程中也需要做好相应的安全防护工作。
按照规定，企业必须根据相关要求做好环境保护以及废水处理的工作，为员工提供一个安全健康的工作环境。因此，作为其中的一个重要内容，切削液的合理选择和使用规范也是必须加以强调的。不同切削液产品因为生产厂家的不同，其特性以及使用要求也是不同的，这需要在具体的操作前加以仔细的阅读才行。