不同金属切削工艺的切削液优化选择指南

金属切削液简称切削液，其润滑作用能减少前刀面与切屑、后刀面与加工表面摩擦，形成部分需润滑膜，从而降低切削力、摩擦和功耗，降低刀具与工件毛坯摩擦部位表面温度和刀具磨损，提高工件材料切削性能。

不同切削工艺对切削液要求不同，正确选择适宜切削液对工件质量至关重要。

粗车削

粗车削余量大、切深和进给大、切削阻力大、产生大量切削热、刀具磨损严重。应以冷却为主，兼具清洗、润滑、防锈。高效水基切削液及时带走切削热、降低切削温度、提高刀具耐用度。一般选用极压乳化液较好，除冷却性能好外，还具良好极压润滑性。使用水基切削液时注意机床导轨面维护，下班前擦干工作台切削液并涂抹润滑剂。

精车削

精车削余量小，切深一般仅0.05-0.8mm，进给量小，要求保证工件精度和表面粗糙度。因精车削切削力小、温度低，应选用摩擦系数低、润滑性能好的切削液。一般选用高浓度（质量分数10%以上）乳化液和含油性添加剂切削液。高精度车削如精车螺纹，必须用菜籽油、大豆油等植物油作润滑液以满足精度要求。因植物油稳定性差、易氧化，部分工厂采用（质量分数）JQ-1精密切削润滑剂15%和L-AN32总损失系统油85%作精密切削油，效果良好。

镗削

镗削原理同车削，但属内孔加工，切削量和切削速度不大，但散热条件差，可用乳化液作切削液，适用时应适当增加切削液流量和压力。

铣削

铣削属间歇切削，每齿切深时刻变化，易产生振动和冲击，条件比车削差。用高速钢刀具高速平铣或高速端铣时，需冷却性好、有一定润滑性的切削液，如极压乳化液。低速铣削需润滑性好的切削油，如精密切削油、非活性极压切削油。加工不锈钢和耐热合金钢可用含硫、氯极压添加剂切削油。

铰削

铰削属孔精加工，精度要求高。属低速小进给切削，主要因刀具与孔壁挤压切削，切屑易滞留刀槽或粘附刃口，影响刃带挤压效果，破坏加工精度和表面粗糙度，增加切削扭矩，产生积屑瘤加剧刀具磨损。铰削基本处于边界润滑状态。一般选用高浓度极压乳化液或润滑性好、有一定流动性的极压切削油可获良好效果。不锈钢和耐热钢可用高极压复合切削液。深孔铰削可用润滑性能好的深孔钻削切削油满足工艺要求。

拉削

拉刀是按刃牙沿轴向排列大量齿的加工刀具。拉削特点是能高精度加工复杂形状工件。因拉刀是贵重刀具，刀具耐用度对生产成本影响大。且拉削属精加工，对工件表面粗糙度要求严。拉削时切削阻力大、排屑难、冷却条件差、工件表面易划伤，故要求切削液有良好润滑性和排屑性。国内有含硫极压添加剂的专用拉削油。

不锈钢和耐热合金拉削可用以下配方（质量分数）：JQ-2极压润滑剂20%、氯化石蜡15%、苯80用1%、L-ANN22总损失系统油64%。

钻削

普通麻花钻钻削属粗加工。钻削排屑难、切削热难导出，常导致刃部退火，影响钻头寿命和加工效率。选用性能好切削液可使钻头寿命延长数倍以上，生产效率显著提高。一般可用极压乳化液或极压合成切削液。极压合成切削液表面张力低、渗透性好，能及时冷却钻头，对延长刀具寿命、提高加工效率非常有效。难切削材料如不锈钢、耐热合金可用低粘度极压切削油。

螺纹加工

螺纹切削时，刀具与切削材料呈楔形接触，切削刃三面被切削材料包围，切削扭矩大、排屑难、热量难随切屑及时带走，刀具易磨损、切屑卡滞易振动。特别是攻丝时切削条件更苛刻，有时崩刃、断丝锥。

要求切削液同时具有较低摩擦系数和较高极压性，减少刀具摩擦阻力、延长刀具寿命。一般选用同时含油性剂和极压添加剂的复合切削液。此外攻丝时切削液渗透性很重要，能否及时渗透切削刃对丝锥耐用度影响大。渗透性与粘度有关，低粘度油渗透性好。必要时可加少量柴油或煤油改善渗透性。某些情况下攻盲孔切削液难进入孔内，此时高粘度、强粘附性切削液更有效。

以下列举几种攻丝切削液配方（质量分数）：

• 硫化脂肪油10%、氯化石蜡10%、脂肪油8%、L-AN15总损失系统油72%，适用于钢和合金钢攻丝。
• JQ-2极压润滑剂20%、JQ-1精密切削润滑剂10%、L-AN15总损失系统油70%，适用于钢和合金钢攻丝。
• JQ-2极压润滑剂15%、柴油机油20%、L-AN15总损失系统油65%，适用于铝及铝合金攻丝。
• JQ-2极压润滑剂30%、氯化石蜡10%、脂肪油10%、L-AN32总损失系统油50%，适用于不锈钢和盲孔攻丝。
• 极压乳化油20%+水80%，适用于钢标准件螺纹加工。

磨削

磨削加工可获高尺寸精度和低表面粗糙度。磨削速度高、发热大，磨削温度可达800-1000℃甚至更高，易造成工件表面烧伤、热应力裂纹和零件变形。砂轮磨损钝化、磨粒脱落，磨屑和砂轮粉末易飞溅落在零件表面，影响加工精度和表面粗糙度。加工韧性塑性材料时，磨屑易嵌入砂轮工作面间隙或与加工金属熔结在砂轮表面，使砂轮失去磨削能力。因此为降低磨削温度、冲走磨屑砂轮粉、提高磨削比和工件表面质量，需用冷却性好、清洗性好、有一定润滑性和防锈性的切削液。

1. 普通磨削

可用防锈乳化液或苏打水和合成切削液（质量分数），如：防锈乳化液2%、亚硝酸钠0.5%、碳酸钠0.2%、水97.3%；0.8%亚硝酸钠、0.3%碳酸钠、0.5%甘油、98.6%水；直接用3%-4%防锈乳化液或化学合成液。

高精度精密磨削，用H-1精磨液可显著提高工件加工精度和磨削效率，使用浓度4-5%。

2. 高速磨削

砂轮线速度超过50m/s的磨削通常称高速磨削。砂轮线速度增加时磨削温度显著升高。试验表明，砂轮线速度60m/s时磨削温度（工件平均温度）比30m/s高约50-70%；80m/s时比60m/s高15-20%。线速度增加后，单位时间参与磨削磨粒数增加、摩擦加剧、能耗增加，提高工件表面温度，增加烧伤裂纹可能性。需用高效冷却性能冷却液解决。因此高速磨削不能用普通磨削液，而应用渗透性好、冷却性能好的高速磨削液。如GMY高速磨削液可满足线速度60m/s的高速磨削工艺要求。

3. 强力磨削

这是先进高效磨削工艺。如端面慢进给强力磨削，砂轮线速度60m/s、径向进给3.5-6mm/min，磨削率高达20-40mm³/mm·s。此时砂轮磨粒与工件摩擦极其剧烈，即使高压大流量冷却条件下，摩擦区工件表层温度仍达700-1000℃，无高效冷却液强力磨削无法进行。端面强力磨削中，与乳化液相比，总磨削量增35%、磨削比增30-50%、正常磨削时间延长约40%、功率损耗降约40%。故冷却液性能对强力磨削效果影响大。目前国产强力磨削液有QM高速强力磨削液和HM慢进给强力磨削液。

4. 金刚石砂轮磨削

用于硬质合金、陶瓷、玻璃等高硬度材料磨削，可粗磨精磨。磨削表面一般不产生裂纹、缺口，可获较低表面粗糙度。为防止磨削过热和砂轮过早磨损、获较低粗糙度，需持续充分冷却。因工件硬度高，磨削液以冷却清洗性能为主保持砂轮锐利。磨削液摩擦系数不宜太低，否则导致磨削效率低和表面烧伤。用以无机盐为基础的化学合成液作磨削液。精磨时可加少量聚乙二醇作润滑剂，可提高工件表面加工质量。高精度零件可用润滑性好、低粘度油基磨削液。

5. 螺纹、齿轮和丝杠磨削

此类磨削特别关注磨削后加工表面质量和尺寸精度。一般宜用含极压添加剂磨削油。此类油基磨削液因润滑性能好可减少磨削热，极压添加剂与工件材料反应生成低剪切强度硫化铁膜和氯化铁膜，减少磨粒切削刃磨损，使磨削顺利进行。为获更好冷却清洗性能并保证防火安全，应选用低粘度、高闪点磨削油。