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一、前言
合理選用冷卻潤滑液，可以有效地減小切削過程中的摩擦，改善散熱條件，而降低切削力，切削溫度和刀具磨損，提高刀具耐用度，切削效率和已加工表面質量及降低產品的加工成本。隨著科學技術和機械加工工業的不斷發展，特別足大量的難切削材料的應用和對產品零件加工質量要求越來越高，這就給切削加工帶來了難題。為了使這些難題獲得解決，除合理選擇別的切削條件外，合理選擇切削液也尤為重要。
二．切削的分類
1．水溶液：
其主要成分是水。由於水的導熱係數是油的導熱係數三倍，所以它的冷卻性能好。在其中加入一定量的防銹和汕性添加劑，還能起到一定的防銹和潤滑作用。
2．乳化液：
(1)普通乳化液：它是由防銹劑，乳化劑和礦物油配製而成。清洗和冷卻性能好，兼有防銹和潤滑性能。
(2)防銹乳化液：在普通乳化液中，加入大量的防銹劑，其作用同上，用於防銹要求嚴格的工序和氣候潮濕的地區。
(3)極壓乳化液：在乳化液中，添加含硫，磷，氯的極壓添加劑，能在切削時的高溫，高壓下形成吸附膜，起潤滑作用。
3．切削油：
(1)礦物油：有5#、7#、10#、20#、30#機械油和柴油，煤油等，適用於一般潤滑。
(2)動，植油及復合油：有豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油、豬油等。復合油是將動、植、礦三種油混合而成。它具有良好地邊界潤滑。
(3)極壓切削油：它是以礦物油為基礎，加入油性，極壓添加劑和防銹劑而成。具有動，植物油良好地潤滑性能和極壓潤滑性能。
三．切削液的作用
1.冷卻作用：
它可以降低切削溫度，提高刀具耐用度和減小工件熱變形，保證加工質量。一般的情況下，可降低切削溫度50～150℃。
2.潤滑作用：
可以減小切屑與前刀面，工件與刀具後刀面的摩擦，以降低切削力，切削熱和限制積屑瘤和鱗刺的產生。一般的切削油在200℃左右就失去潤滑能力。如加入極壓添加劑，就可以在高溫(600～1000℃)、高壓(1470～1960MPa)條件下起潤滑作用。這種潤滑叫做極壓潤滑。
3.清洗作用：
可以將粘附在工件，刀具和機床上的切屑粉末，在一定壓力的切削液作用下沖洗乾淨。
4.防銹作用：
防止機床、工件、刀具受周圍介質(水分、空氣、手汗)的腐蝕。
四．冷卻潤滑液中的添加劑
1.油性添加劑：
動植物油、脂肪酸及其皂、脂肪醇及多元醇、酯類、酮類、胺類等化合物。
2.極壓添加劑：
含硫、磷、氯等有機化合物。如氯化石臘、四氯化碳、硫化磷酸鹽、二烷基二硫代磷酸鋅等。含硫的極壓切削油在切削過程中和金屬起化學反應，生成硫化鐵，它的熔點高(1193℃)，硫化膜在高溫下不被破壞，在切削鋼件時，能在1000℃左右的高溫下，仍保持潤滑性能；含氯的極壓添加劑，如氯化石臘(含氯量為 40～50％)，它的化學性能活潑，在200℃～300℃時和金屬起化學反應，氯化物的摩擦係數低於硫化物，有良好地潤滑性能，可耐600℃的高溫；含磷極壓添加劑，與鋼鐵接觸即被吸附，生成磷酸鐵化學潤滑膜，降低摩擦，比硫氯的效果更為良好。如三種復合使用，潤滑效果更為顯著。
3.防銹添加劑：
(1)水溶性防銹添加劑：亞硝酸鈉、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、苯甲酸鈉、苯甲酸胺、三乙醇胺等。
(2)油溶性防銹添加劑：石油磺酸鋇、石油磺酸鈉、環烷酸鋅、三壬基萘磺酸鋇等。
4.防霉添加劑：
苯粉、五氯粉、硫柳汞等化合物。加入萬分之幾的防霉添加劑，可殺死細菌和抑制細菌生長，以防切削液變質發臭。
5.抗泡沫添加劑：
二甲基硅油。以防止切削液的使用效果。
6.助溶添加劑：
乙醇、丁乙醇、苯二甲酸脂、乙二醇醚等。
7.乳化劑：
(1)陰離子型：石油磺酸鈉、油酸鈉皂、松香酸鈉皂、高炭酸鈉皂、磺化蓖麻油、油酸、三乙醇胺。
(2)非離子型：聚氧乙烯脂肪醇醚(平平加)、聚氧乙烯烷基酚醚(0P)、山梨糖醇油酸酯(司本)、聚氧乙烯山梨糖醇油酸酯(吐溫)。
8.乳化穩定劑：
乙二醇、乙醇、正丁醇、二乙二醇單正丁基醚、二甘醇、高碳醇、苯乙醇胺、三乙醇胺等。
五．常用冷卻潤滑液的配方
1.切削油：
(1)礦物油：5#、7#、10#、20#、30#機械油和輕柴油、煤油。機械油的號數越大，粘度越大。
(2)植物油：豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油等。
(3)復合油：煤油50%＋機械油50%；豆油50%＋5。高速機油50%。
(4)極壓切削油：
①氯化石臘20%＋二烷基二硫代磷酸鋅1%＋高速機油79%。
②氯化石臘40%＋二烷基二硫代磷酸鋅1%＋石油磺酸鈣1%＋苯駢三氮唑0.2%＋乙醇0.56～0.8%＋5#高速機油余量。
③硫化棉子油7%＋5#高速機械油93%。
④氯化石臘20%＋5#高速機械油80%。
2.乳化液：
(1)普通乳化液：3～5%乳化油(70%＋5#機械油+22%脂肪酸及其皂＋0.5%松香酸鈉皂＋4.5%乙醇＋3%石油磺酸鈉)加水稀釋。
(2)極壓乳化液：用5～20%極壓乳化油(10%石油磺酸鈉＋6%石油磺酸鉛＋4%氯化石臘＋3%氯化硬脂酸＋3%油酸＋3%三乙酸胺＋20#機械油余量)加水稀釋。
(3)防銹乳化液：是在普通乳化液中增加防銹劑的比例而成。
3.水溶液：
(1)用0.25～0.5%亞硝酸鈉＋0.25～0.3%無水碳酸鈉＋水余量。
(2)3%油酸鈉皂＋0.5%亞硝酸鈉+水余量。
(3)10%癸二酸＋17.5%三乙醇胺＋8%亞硝酸鈉＋水余量。
六．冷卻潤滑液的選擇
1.選擇原則
1.1根據工件材料選擇
(1)鑄鐵、青銅在切削時，一般不用切削液。精加工時，用煤油。
(2)切削鋁時，用煤油。
(3)切削有色金屬時，不宜用含硫的切削液。
(4)切削鎂合金時，用礦物油。
(5)切削一般鋼時，採用乳化液。
(6)切削難切削材料時，應採用極壓切削液。
1.2根據工藝要求和切削特點選擇
(1)粗加工時，應選冷卻效果好的切削液。
(2)精加工時，應選潤滑效果好的切削液。
(3)加工孔時，應選用濃度大的乳化液或極壓切削液。
(4)深孔加工時，應選用含有極壓添加劑濃度較低的切削液。
(5)磨削時，應選用清洗作用好的切削液。
(6)用硬質合金、陶瓷和PCD、PCBN刀具切削時，一般不用切削液。要用時，必須自始自終地供給。PCBN刀具在切削時，不能用水質切削液。固為CBN在1000℃以上高溫時，會與水起化學反應而被消耗。
2.選用
2.1碳鋼
(1)粗加工：
a)3～5%乳化液。
b)鉛油或紅丹粉10%＋機械油90%，用於粗車蝸桿。
(2)精加工：
a)10～20％的乳化液。
b)10～15％極壓乳化液。
c)硫化棉子油的切削油。
d)20％氯化石臘+80％變壓器油或30％豆油+20％煤油+50％高速機械油，用於精車絲槓。
e)ccl420％+80％機械油，用於精車蝸桿。
(3)拉削、攻絲、鉸孔：
a)10～20％極壓乳化液。
b)含氯的切削油。
c)含硫，氯的切削油。
d)含硫化棉子油的切削油。
e)含硫，氯，磷的切削油。
f)30％煤油+70％機械油，用於光刀。
g)MoS2與機械油混合，用於攻絲。
(4)滾齒，插齒：
a)10～20％極壓乳化液。
b)含硫，磷，氯的極壓切削油。
(5)鑽孔：
a)3～5％乳化液。
b)5～10％極壓乳化液。
2.2合金鋼
(1)粗加工：
a)3～5％乳化液。
b)5～10％極壓乳化液。
(2)精加工：
a)10～20％乳化液。
b)10～15％極壓乳化液。
c)含硫化棉子油的切削油。
(3)拉削、攻絲、鉸孔：
a)10～20％極壓乳化液。
b)含硫、磷、氯極壓切削油。
c)40#機械油85％+二烷基二硫代磷酸鋅5％+石油磺酸鈣7％+二硫化鉬1％氯化石臘1％+煤油1％。用於攻絲。效果：Vc從1m/min提高到7m/min，絲錐耐用度提高1～3倍，表面粗糙度由Ra6.3降低為Ra3.2。
(4)滾齒、插齒：
a)10～20％極壓乳化液。
b)極壓切削油。
(5)鑽孔：
a)3～5％乳化液。
b)5～10％極壓乳化液。
c)ccl4和煤油的混合液鑽膜具鋼小孔。
d)氯化石臘20％+二烷基二硫代磷酸鋅1％+高速機油79％。
2.3不銹鋼
(1)粗加工：
a)3～5％乳化液。
b)10～15％極壓乳化液。
c)極壓切削油。
d)硫化油(含硫2％的機械油)。
(2)精加工：
a)極壓切削油。
b)10～15％乳化液。
c)15～20％極壓乳化液。
d)硫化油或硫化油80～85％+ccl415～20％。
e)礦物油78～80％+黑機油或植物油和豬油18％+硫1.7％。
f)機械油90％+ ccl410％。
h)煤油50％+油酸25％或植物油25％。
i)煤油60％+松節油20％+油酸20％。
(3)拉削、攻絲、鉸孔：
a)15～20％極壓乳化液。
b)極壓切削油。
c)硫化豆油或植物油。
d)在硫化油中加ccl410～20％或在豬油中加20～30％ccl4或在硫化油中加10～15％煤油用於鉸孔。
e)在硫化油中加入15～20％ccl4或白鉛油加機械油或煤油稀釋氯化石臘或MoS2切削膏用於攻絲。
(4)滾齒、插齒：
a)20～25％極壓乳化液。
b)極壓切削油。
(5)鑽孔：
a)10～15％乳化液。
b)10～20％極壓乳化液。
c)極壓切削油。
d)硫化油。
e)MoS2切削劑。
f)用肥皂塗抹在小鑽頭上，用於在台鑽小孔。
2.4高溫合金
(1)粗加工：
a)3～5％乳化液。
b)10～15％極壓乳化液。
c)極壓切削油。
d)硫化油。
e)硫酸鉀2％+亞硝酸鉀1％+三乙醇胺7％+硼酸7～10％+甘油7～10％+水余量。
f)葵二酸7～10％+亞硝酸鈉5％+三乙醇胺7～10％+硼酸7～10％+甘油7～10％+水余量。
(2)精加工：
a)10～25％乳化液。
b)15～20％極壓乳化液。
c)極壓切削油。
d)煤油75％+油酸25％。
(3)拉削、攻絲、鉸孔：
a)10～20％極壓乳化液。
b)極壓切削油。
c)參照不銹鋼所用切削液。
d)防銹和電解切削液也適合於拉削和鉸孔。
(4)鑽孔：
a)10～15％乳化液。
b)10～20％極壓乳化液。
c)極壓切削油。
d)硫化油。
e)MoS2切削劑。
2.5鈦合金
(1)粗加工：
a)3～5％乳化液。
b)極壓乳化液。
(2)精加工：
a)極壓切削油(石油磺酸鈉10％+油酸3％+石油磺酸鉛6％+三乙醇胺3.5％氯化石臘4％+氯化硬脂酸3％+20#機械油70.5％)。
b)極壓水溶液(氯化脂肪酸，聚氯乙烯0.5～0.8％+磷酸三鈉0.5％+三乙醇胺1～2％+亞硝酸鈉1.2％+水余量)。
c)CCl4+等量的酒精。
(3)拉削、攻絲、鉸孔：
a)極壓切削油。
b)蓖麻油。
c)油酸。
d)硫化油。
e)氯化油
f)蓖麻油60％+煤油40％
g)聚醚30％+酯類油30％+7#機械油30％+防銹劑與抗泡劑10％，用於拉削。
(4)鑽孔：
a)極壓乳化液。
b)極壓切削油。
c)電解切削液(癸二酸7～10％+三乙醇胺7～10％+甘油7～10％+硼酸7～10％亞硝酸鈉3～5％+餘下水)。
d)硫化油。
e)30#機械油60％+煤油40％或30#機械油70％+煤油30％。
2.6鑄鐵、黃銅
(1)粗加工：
a)10～15％乳化液。
(2)精加工：
a)煤油。
b)煤油與礦物油的混合油。
(3)拉削、攻絲、鉸孔：
a)10～15％乳化液。
b)10～20％極壓乳化液。
c)煤油。
d)煤油與礦物油的混合油。
2.7紫銅
(1)粗、精加工：
a)3～5％乳化液。
b)煤油。
c)煤油與礦物油的混合油。
d)菜子油。
(2)滾齒、插齒：
a)10～25％乳化液。
b)10～20％極壓乳化液。
c)煤油。
d)煤油與礦物油的混合油。
(3)鑽孔：
a)3～5％乳化液。
b)煤油。
c)煤油與礦物油的混合油。
2.8鋁及其合金
(1)粗、精加工：
a)3～5％乳化液。
b)煤油。
c)煤油與礦物油的混合油。
d)菜子油。
(2)拉削、攻絲、鉸孔、滾齒、插齒：
a)10～15％乳化液。
b)10～15％極壓乳化液。
c）煤油。
d)煤油與礦物油的混合油。
(3)鑽孔：
a)3～5％乳化液。
b)煤油與礦物油的混合油。
C)煤油。
2.9青銅
(1)粗精加工及鑽孔：
a)一般不用切削液。可用3～5乳化液。
(2)拉削、攻絲、鉸孔、滾齒、插齒
a)10～20％乳化液。
b)10～15％極壓乳化液。
c)含氯的切削油。
2.10高強度鋼
採用合金鋼的切削液。用豆油或菜子油攻絲較好。
2.11鉬
用ccl4加20#機械油或用MoS2潤滑脂。
2.12純鐵
用碳素鋼的切削液。精加工時，可用酒精稀釋蓖麻油作切削劑。
2.13橡膠
切削時用酒精或蒸餾水。
磨削時，用蘇打1％+亞硝酸鈉0.25～0.5％+甘油0.5～1％+餘下水。
附：
一.固體潤滑劑——MoS2
1.特點：
MoS2 的摩擦係數很小，僅0.05～0.09，它的潤滑膜有很高的抗壓能力及附著能力，粘附在金屬表面的二硫化鉬薄膜，能承受3500MPa的壓力不被破壞；有很高的化學穩定性，不易與酸鹼起作用；溫度穩定性好，在400℃左右才分解，當二硫化鋁混於油或脂中，與空氣接觸不充分，氧化溫度還可以提高。
2.應用：
它有油劑，水劑和潤滑脂三種，也可將二硫化鉬與硬脂酸和石臘製成臘筆。用時將二硫化鉬潤滑劑塗在刀具表面上，可以成倍地提高刀具耐用度和降低工件表面粗糙度，降低切削力，切削熱，抑制積屑瘤的產生。
二.MoS2在切削中的作用
1.在車削方面：
(1)在刀具上塗MoS2，刀具耐用度可提高一倍以上。
(2)在精車蝸桿時，在切削劑中加2％的MoS2，可降低工件表面粗糙度。
(3)鉸65Mn孔時，在乳化液中加1％MoS2或鉸不銹鋼孔時，在乳化液中加3％MoS2，不僅工件表面粗糙度低，而且刀具耐用度高。
2.在磨削方面：
在砂輪表面上塗上MoS2，工件表面粗糙度可降低一級。
3.在切削齒輪方面：
在硫化油中加0.5～1％MoS2油劑後，切屑瘤可消除。
4.在複雜刀具方面：
在拉削和推削加工時，在原切削液中添加15～20％的MoS2油劑後，刀具壽命提高近60倍，工件表面粗糙度可降一級。
5.在攻絲方面：
它是潤滑性能良好的攻絲切削劑。特別是在擠壓攻絲時，唯有MoS2的潤滑效果最好。
6.在鋸切方面：
在鋸條上塗上MoS2後，鋸切時噪音小，鋸條不易損壞。
7.在難切削材料方面：
如切削鈦合金，高溫合金，不銹鋼時，在刀具上塗MoS2，效果也十分好。
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