切削液1、切削液历史介绍切削液是金属切削加工的重要配套材料。人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。从1775年英国的约翰?威尔金森（J．wilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。到1860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。19世纪80年代，美国科学家就已首先进行了切削液的评价工作。Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高对30%～40%的现象和机理。针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢，切削液的主要作用是冷却，故提出“冷却剂”一词。从那时起，人们把切削液称为冷却润滑液。随着人们对切削液认识水平的不断提高以及实践经验的不断丰富，发现在切削区域中注入油剂能获得良好的加工表面。最早，人们采用动植物油来作为切削液，但动植物油易变质，使用周期短。20世纪初，人们开始从原油中提炼润滑油，并发明了各种性能优异的润滑添加剂。在第一次世界大战之后，开始研究和使用矿物油和动植物油合成的复合油。1924年，含硫、氯的切削油获得专利并应用于重切削、拉削、螺纹和齿轮加工。刀具材料的发展推动了切削液的发展，1898年发明了高速钢，切削速度较前提高2～4倍。1927年德国首先研制出硬质合金，切削速度比高速钢又提高2～5倍。随着切削温度的不断提高，油基切削液的冷却性能已不能完全满足切削要求，这时人们又开始重新重视水基切削液的优点。1915年生产出水包油型乳化液，并于1920年成为优先选用的切削液用于重切削。1948年在美国研制出第一种无油合成切削液，并在20世纪70年代由于油价冲击而使应用提高。近十几年来,?由于切削技术的不断提高，先进切削机床的不断涌现，刀具和工件材料的发展，推动了切削液技术的发展。随着先进制造技术的深入发展和人们环境保护意识的加强，对切削液技术提出了新的要求，它必将推动切削液技术向更高领域发展。2、切削液的发展趋势1）开发绿色切削液矿物油逐渐被生物降解性好的植物油和合成酯所代替。油基切削液逐渐被水基切削液所代替。开发性能优良且对人体无害和对环境无污染的添加剂。2）切削液的绿色使用推广集中冷却润滑系统，即把机械加工设备各自独立的冷却润滑装置合并为一个冷却润滑系统，使切削液维护管理上水平。研究干切削和最小量润滑切削，以减少切削液的使用量。研究和推广切削液废液处理新工艺、新技术，以确保排放的废液对环境无污染。21世纪的切削液技术众所周知，切削液具有润滑、冷却、清洗及防锈等作用，对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等均有显著效果。近十多年来，我国的切削液技术发展很快，切削液新品种不断出现，性能也不断改进和完善，特别是20世纪70年代末生产的水基合成切削液和近几年发展起来的半合成切削液(微乳化切削液)在生产中的推广和应用，为机械加工向节能、减少环境污染、降低工业生产成本方向发展开辟了新路径。切削液的现状2、切削液添加剂的现状切削液是一种复杂的化合物，它含有几种乃至几十种不同成分的添加剂。添加剂的成分不但直接影响切削液的切削性能（润滑、冷却和清洗性能），而且还影响切削液的非切削性能（毒性、腐蚀性、污染性、使用周期性和废液可处理性）。切削液常用的添加剂主要有极压润滑剂、防锈剂和防腐剂等。所以切削液的这些添加剂不仅要性能优良，而且要无毒无害。极压润滑剂目前仍在使用的极压润滑剂主要是含有硫、磷、氯类的化合物，如硫化烯烃、硫化动植物油、硫脲、磷酸酯。氯化石蜡等，它们在高温下与金属表面发生化学反应生成化学反应膜，在切削中起极压润滑作用。它们的润滑性能很好，但对环境有污染，对操作者有害。随着人们环保意识的加强，现在已限制使用此类添加剂。国内外正在着手研究它的替代物。近年来，无毒无害的硼酸盐（酯）类添加剂系列受到了广泛的重视。（2）防锈添加剂防锈添加剂的作用在于防止工件生锈，它有水溶性和油溶性两类，分别用于水基切削液和切削油。常用的油溶性防锈添加剂有石油磺酸钡、石油磺酸钠等。对于水溶性防锈添加剂，亚硝酸钠是长期被认为有效的防锈添加剂，但人们已逐渐认识到它对人体有致癌的可能性。铬酸盐、重铬酸盐对钢铁也有良好的防锈作用，但有毒、污染环境，它们的使用都受到限制。磷酸盐类防锈剂会污染环境，它们的使用也应受到限制。因而开发新型无毒无害防锈剂是发展趋势。目前利用多种无毒添加剂的协同效应，如由机胺、硼酸盐、苯丙三氮唑等复配成的高效防锈添加剂已取得好的效果。钼酸盐也是防锈性能优良且无毒的防锈剂。（3）防腐剂切削液本身具备着微生物和菌类生长繁殖的条件，容易腐败变质发臭。防腐剂（或杀菌剂）的作用在于杀灭或抑制细菌和霉菌的生长，以达到延长切削液的使用期限。常用的防腐剂是酚类化合物、甲醛类、含氯和含苯化合物。虽有较强的杀菌作用，但会伤害操作者，并污染环境，刺激人的眼、鼻，使操作者患有皮肤病和呼吸道疾病。近年来由于受到环保法规的限制，许多国家对含酚类、苯类及甲醛类的杀菌剂的使用加以限制，并积极寻求新型无毒杀菌剂。如日本选用油酸、硬脂酸、月桂酸等羧酸配成的铜盐具有一年以上的抗腐蚀能力。美国开发的柠檬酸单铜也有较好的抗菌效果。我们近年来利用硼酸酯、表面活性剂和整合剂复配成的防腐剂也具有较强的抗菌能力。目前国内在切削液中有防腐剂的产品很少见，在切削液使用中加入防腐剂也不多见。这主要是由于加入防腐剂使切削液的成本增加较大和使用不大方便所致，今后的任务是开发和推广价格适宜使用方便且无毒的防腐剂。切削液的种类金属加工液国际标准化组织（ISO）分类国际标准化组织（ISO）于1986年通过ISO6743/7，按油基、水基将加工液分为MH和MA两大类，又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类，共17类。该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准，制定了GB7631.5——1989润滑剂和有关产品（L类）的分类切削液按组成分类国内外对于切削液分类，研究制定了许多方法，目前看来都有一定的缺陷。切削液按组成分类，是一个传统的分类方法，也是一个在实际中客户容易掌握和接受的分类方法。切削液的品种繁多，作用各异，但归纳起来分为两大类：即油基切削液和水基切削液。切削液的品种繁多，作用也各不相同，但主要分为切削油和水基切削液两大类。切削油也叫油基切削液，它主要用于低速重切削加工和难加工材料的切削加工。目前使用的切削油有以下几种：矿物油常用作为切削油的矿物油有全损耗系统用油、轻柴油和煤油等。它们具有良好的润滑性和一定的防锈性，但生物降解性能差。2、动植物油常用的动植物油有猪油、蓖麻油、棉子油、菜籽油和豆油等，它们具有优良的润滑性和生物降解性能，但使用中易氧化变质。3、普通复合切削油普通复合切削油由矿物油加入油性剂等调配而成，润滑性能比矿物油好。4、极压切削油极压切削油由矿物油加入含硫、磷、氯等极压抗磨添加剂、防锈剂和油性剂等调配而成，具有多种优异性能。切削液可分为油型和水型二类。油型仍可分为普通型切削油（也称复合油）、非活性极压切削油、活性极压切削油三种。水型可分为乳化油（可溶油、乳化液）、半合成液（微乳液）、合成液（化学型切削液或无油切削液）三种。普通型切削油的主要成分是矿物油，为改善其性能往往
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