油基和水基切削液的区别及用途

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,油基切削液和水基切削液,一、油基切削液的分类,切削液是以矿物油为主要成分，根据加工工艺和加工材料的不同，可以用纯矿物油，也可以加入各类油性添加剂和极压添加剂以提高其润滑效果,1)纯矿物油,主要采用用煤油、柴油等轻质油。轻质油主要用于铸铁的切削及珩磨、研磨加工，有利于铁粉的沆降。纯矿物油成本低、稳定性好，对金属不腐蚀，使用周期长。在使用过程中，即使有少量切削液漏入齿箱、轴承和液压系统中或部分润滑油漏入切削油中，都不致影响机床的使用性能。但纯矿物油由于不含润滑添加剂，润滑效果较差，承载能力低，一般只适用于轻负荷切削及易切削钢材和有色金属的加工。对于要求低温流动性能好的切削油，可用聚烯烃等合成油，凝点可达-30以下，但价格较贵。,)脂肪油（或油性添加剂）矿油脂肪油,曾被广泛用作切削油，一般用于精车丝杠、滚齿、剃齿等精密切削加工，常用的有菜籽油、豆油、猪油等。脂肪油主要由脂肪酸组成，对金属表面有较强的吸附性能，具有良好的润滑性能，其缺点是易氧化变质，并在机床表面形成难于清洗的粘膜（即“黄袍”）。脂肪油也可按一定比例（约10%30%）加入矿物油中，以提高矿物油的润滑效果，但由于脂肪油为食用油，货源少，近年来已逐渐被油性添加剂所替代，其摩擦系数可达到菜籽油的水平，用于精车丝杠、插齿刨齿、拉削等均获得良好效果。,)非活性极压切削油由矿物油非活性极压添加剂组成,所谓非流活性极压切削油是指切削油在100，3h的腐蚀试验中，铜片腐蚀在2级以下（中等程度均匀变色）。氯化石蜡、磷酸脂、高温合成的硫化脂肪油等属非活性极压添加剂。这类切削油的极压润滑性能好，对有色金属不腐蚀，使用方便，被广泛用于多种切削加工。,)活性极压切削油由矿物油反应性强的硫系极压添加剂配制而成,这类切削油对铜片的腐蚀为34级，对有色金属有严重腐蚀。它有良好的抗烧结性能和极压润滑性，可以提高高温条件下刀具使用寿命峄刀具积屑瘤有强的控制能力，多用于容易啃刀的材料和难加工材料的切削。,)复合切削油由矿物油油性添和极压添加剂配制而成,油性添加剂，如高级脂肪酸、脂肪油等，这些化合物在表面产生物理吸附和化学吸附，形成一个分子膜吸附层，可降低切削时的摩擦阻力，但这类添加剂只在较低的温度时才有效，当温度高于200时，极性化合物产生解吸和分解而失去润滑作用，这时，需要极压添加剂发挥作用，在上面已提到，此处不再重复。同时，含有油性剂和硫、磷、氯极压添加剂的复合切削油，可以在很宽的范围内保持良好的润滑状态，适合于多工位切削及多种材料的加工。,二、水基切削液的分类,）防锈乳化液,由矿物油、乳化剂、防锈剂等组成，矿物油的含量约为5080，在水中形成水包油型乳化液。与油基切削液相比，乳化液的优点在于冷却效果好，一般稀释为510的水溶液使用，成本低，使用安全。乳化液最大的缺点是稳定性差，易受细菌的侵蚀而发臭变质，使用周期短。,）防锈润滑冷却液这类乳化液,含有动植物脂肪或长链脂肪酸（如油酸），具有较好的润滑性。缺点是这些动植物脂肪或长链不饱和脂肪酸更易受微生物的侵蚀而分解，使用周期很短。为了延长其实用周期，可在乳化液中加入少量的碳酸钠、硼砂或苯甲酸钠（约为水稀释后乳化液的0.1%0.3%）,可提高乳化液的pH值和增强抗霉菌的能力，延长使用周.,）极压乳化液,这类乳化液含有油溶性的硫、磷、氯型极压添加剂，具有强的极压润滑性，可用于攻丝、拉削、带锯等重切削加工，也用于不锈钢、耐热合金钢等难切削材料的加工。,）微乳液这类乳化液,含油量较少（约1030）含表面活性剂量大，可在水中形成半透明状的微乳液，乳化颗粒在0.1m以下一般乳化液的颗粒1m）。微乳液的优点是稳定性较乳化液大大提高，使用周期也比乳化液长。,）极压微乳液,含有硫、磷、氯型极压添加剂，具有较好的极压润滑性，可用于重型负荷切削材料的加工。含有硫、磷、氯型极压;添加剂的乳化液或微乳液，要特别注意提高其防锈性能。氯离子的存在很容易对黑色金属产生腐蚀，因此，要选择在水中不易分解的含氯极压添加剂，含硫极压剂的乳化液不适合用于加工铜合金。,）化学合成切削液,化学合成切削液包括二种：一种是含有水溶性防锈剂的真溶液，如亚硝酸钠、碳酸钠、三乙醇胺等组成的水溶性液。这类溶液具有一定的冷却、清洗、防锈性，不易变质，使用周期较长，但其润滑性和润湿性较差，表面张力较大（与水接近），并且在水份蒸发后，金属表面会留下硬的结晶残留物，所以这类切削液只适合于一般的磨削加工。另一种合成液是由表面活性剂、水溶性防锈剂和水溶性润滑剂组成，是一种颗粒极小的胶体溶液。这种切削液表面张力低，一般小于400Pa，其润湿性好，渗透能力强，冷却和清洗性能好，也有一定的润滑作用。合成切削液由于是单体系，其稳定性较乳化液好，使用周期长，但由于不含油，且清洗能力强，很容易把机床导轨面上的润滑油清洗掉，造成刀架移动困难，并在这些可移动部件的接触面容易产生锈蚀，所以在使用合成切削液时要注意加强设备的防锈管理。,）极压化学全盛切削液,这种切削液是包含有水溶性极压添加剂的化学全盛切削液，如硫化脂肪酸皂、氯化脂肪聚醚等，可以使切削液的极压润滑性大幅度提高。含硫的水溶性极压添加剂对铜腐蚀严重，不适宜在有铜零件的设备使用，而且，一般硫氯型的水溶性极压添加剂在水中的稳定性差，易分解出腐蚀性强的硫酸根、氯离子等，对机床和工件会引起腐蚀，必须在切削液中加入防锈能力强的水基金属防锈剂的金属钝化剂。近年来，已开发出非硫磷氯型的水基极压润滑剂，这类润滑剂除有较好的极压润滑外，还具备一定的防锈能力，对有色金属不产生腐蚀可扩大水基合成切削液的使用范围。,三、油基切削液和水基切削液的区别,油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑性能相对较差，冷却效果较好。慢速切削要求切削液的润滑性要强，一般来说，切削速度低于30m/min时使用切削油。含有极压添加剂的切削油，不论对任何材料的切削加工，当切削速度不超过60m/min时都是有效的。在高速切削时，由于发热量大，油基切削液的传热效果差，会使切削区的温度过高，导致切削油产生烟雾、起火等现象，并且由于工件温度过高产生热变形，影响工件加工精度，故多用水基切削液。,乳化液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来，同时具备较好的润滑冷却性，因而对于大量热生成的高速低压力的金属切削加工很有效。与油基切削液相比，乳化液的优点在于较大的散热性，清洗性，用水稀释使用而带来的经济性以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外，乳化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工，乳化液还可用于除螺纹磨削、槽沟麻削等复杂磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺点是空易使细菌、霉菌繁殖，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质，所以一般都应加入毒性小的有机杀菌剂。,化学合成切削液的优点在于经济、散热快、清洗性强和极好的工件可见性，易于控制加工尺寸，其稳定性和抗腐败能力比乳化液强。润滑性欠佳，这将引起机床活动部件的粘着和磨损，而且，化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动，还会使这些零件的重叠面产生锈蚀。一般在下列的情况下应选用水基切削液：,）对油基切削液潜在发生火灾危险的场所；,）高速和大进给量的切削，使切削区超于高温，冒烟激烈，有火灾危险的场合。,）从前后工序的流程上考虑，要求使用水基切削液的场合。,）希望减轻由于油的飞溅护油雾和扩散而引起机床周围污染和肮脏，从而保持操作环境清洁的场合。,）从价格上考虑，对一些易加工材料护工件表面质量要求不高的切削加工，采用一般水基切削液已能满足使用要求，又可大幅度降低切削液成本的场合。,当刀具的耐用度对切削的经济性占有较大比重时（如刀具价格昂贵，刃磨刀具困难，装卸辅助时间长等）；机床精密度高，绝对不允许有水混入（以免造成腐蚀）的场合；机床的润滑系统和冷却系统容易串通的场合以及不具备废液处理设备和条件的场合。均应考虑选用油基切削液。,