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关键词：水基切削液 润滑冷却 选择应用 测试记录
概述
水基切削液是由极压剂、防锈剂、矿物油及多种表面活性剂组成，是经科学配方调制而成的新一代半合成微乳型切削液。水基切削液是介于全合成切削液与乳化液之间的一种半合成切削液，既有乳化油的润滑性、极压性又具有合成切削液的环保性、清洗性及长寿性。在金属切削加工中具有良好的冷却效果，对延长刀具使用寿命，提高零件加工精度，改善工作环境具有明显良好的综合作用，已被广泛地应用在切削加工中。
切削液分类
切削液分为三大类
切削油类
该类切削液含矿物油量约为95%～100%，主要成分是矿物油，其润滑性较好，但冷却效果差。高速、重切削条件下易产生烟雾并严重污染环境。（如柴油等）
乳化液类
该类切削液含矿物油量约为50%～80%，主要由乳化剂、防锈剂、油性剂、极压抗磨添加剂和防腐剂等组成。具有良好的润滑冷却性，但工作液稳定性差，使用寿命短，易发霉、发臭。
合成型类
该类切削液不含矿物油，主要由水溶性防锈剂、油性剂、极压抗磨添加剂、表面活性剂、防腐剂和消泡剂等多种添加剂组成。具有优良的冷却性、清洗性、防锈性且使用寿命长。但由于清洗性好，渗透力强，易将机床工作液润滑膜冲洗干净，造成“滑动部件”动作不灵活（如导轨等）。
三、水基切削液的组成
水基切削液基本由下列各浓缩物组成：
│矿物油│极压添加剂│油脂脂肪酸│表面活性剂│有机防锈剂│防腐杀菌剂│有机无机碱│铜防腐剂│消泡剂│水│
水基切削液是针对上述各类切削液的特性，为改善优化切削液的使用性能，增添了不同的添加剂而形成的，其矿物油含量约为5%～30%。
四、金属加工切削液的选用原则
切削液的选用应适合于金属切削加工特性，根据金属切削加工液使用规范来确定。
应符合下述条件：
1．具有良好的润滑性能，能减少切削阻抗，提高加工精度；
2．具有良好的冷却性能，能降低切削温度，延长刀具使用寿命；
3．具有良好的防锈性能，抑制或减缓工件与机床生锈速度；
4．具有良好的清洗性能，不损坏机床及涂漆层；
5．具有性能稳定，不易生物分解、老化、霉变；
6．使用中无烟雾或少烟雾；
7．对人体无危害，无恶臭；
8．低污染且废液处理简便。
五、切削液选择、试用、现埸跟踪测试及数据记录
遵循切削液的选用原则及规范，结合企业具体情况，选择性地对切削液进行试点应用。
1、试点设备型号及试用切削液记录：
X63W（万能铣床）：试用切削液（PSS-2│AS220R│乳化液│柴油）
X52K（立铣）：试用切削液（PSS-2│乳化液│柴油）
XK755B（数控铣床）：试用切削液（PSS-2│AL873AU）
A6140（车床）： 试用切削液（PSS-2│CCF-10│柴油）
2、试验条件及数据记录：
试样材料：20-1试样规格：260×20×10
刀具材料：W18Cr4V刀具规格：成型铣刀（试样加工一次成型，最大切削深度为9㎜）
试点设备型号：X63W卧铣(其余机床测试数据略)
试验机床切削速度：90转/分（≈190米/分）
配液机：乳化液(配比10∶1) 水基切削液 (配比10∶1)
石蕊试纸：乳化液 (pH值8.6)水基切削液 (pH值8.8)
浓度测定折光仪PORTABLE REFRACTOMETER(REF102/112/102bp)
温度测试：仪热工仪表，红外线感应仪
粗糙度测定：粗糙度测量仪（计量理化室）
3、切削液试用测定数据及现埸记录：
下述数据在同等条件环境下测试，试样温度为切削加工时温度(注:室温25℃)
柴油│1-1#试样79.5℃│试样粗糙度Ra(3.5～4)│刀具连续加工25～26件│
柴油│1-2#试样89.5℃│试样粗糙度Ra(2.8～3.5)│刀具连续加工25～26件│
乳化液│2-1#试样49℃│试样粗糙度Ra(1.8～2.5)│刀具连续加工42～45件│
乳化液│2-2#试样54.5℃│试样粗糙度Ra(1.9～2.5)│刀具连续加工42～45件│
乳化液│2-3#试样53.8℃│试样粗糙度Ra(1.5～2.5)│刀具连续加工42～45件│
水基切削液│3-1#试样（略）│试样粗糙度Ra(1.6～2.5)│刀具连续加工42～45件│
水基切削液│3-2#试样（略）│试样粗糙度Ra(1.9～2.5)│刀具连续加工42～45件│
水基切削液│3-3#试样（略）│试样粗糙度Ra(1.7～2.5)│刀具连续加工42～45件│
4、切削液锈蚀测试记录：(测试数据略)
PSS-2（配比10∶1）：螺丝钉、卡簧、垫片浸入切削液（13个月后表面无锈蚀）
PSS-2（配比10∶1）：X52K平铣（3个月后机床油泵失灵，油箱底部有沉淀物产生）
乳化液：X52K平铣（3个月后机床传动齿根部有锈斑，平时如少保养会有锈斑产生）
试验结果分析
经过对现埸测试数据的分析比较，不难看出水基切削液在金属切削加工中具有良好的润滑冷却效果，相对于柴油冷却具有显著的优越性。
同等工况铣削过程中
1、柴油冷却：试样铣削时平均温度约为84.5℃；
水基切削液冷却：试样铣削时平均温度约为52.5℃；
结论：水基切削液冷却效果显著
2、柴油润滑冷却：试样表面平均粗糙为Ra 2.8～4 um
水基切削液冷却：试样表面平均粗糙为Ra 1.85～2.5 um
结论：水基切削液冷却,能使试样表面粗糙度精度等级提高
3、最为明显直观的是水基切削液冷却能使刀具寿命约延长1.7倍
柴油润滑冷却：油基切削液传热效果差，切削区高温油烟雾化，危害人体，污染环
境，严重时观察不清，影响作业，其次机床易产生难以清洗的黄袍。
水基切削液：大功率、大切削量工况下无烟雾产生，旧机床表面黄袍明显清除。
结论：水基切削液具有良好的冷却性及清洗性，能改善工作环境。
5、切削液锈蚀分析：水基切削液的防锈性能优于乳化液。
应维护保养好水基切削液及机床。
七、结束语
水基切削液综合了乳化液和合成液的全部优点，具有优越的极压性、防锈性及消泡性，工作液稳定性好，使用寿命长，无油雾少烟雾，改善了工作环境。适用于钢铁、铸铁、不锈钢、铜铝及其合金等金屬的切削加工。目前水基切削液已在本企业推广使用，效果良好。
参考文献:
《切削液技术》机械工业出版社 刘镇昌
《金属切削液——选择、配制与使用》化学工业出版社 刘镇昌
概述
水基切削液是由极压剂、防锈剂、矿物油及多种表面活性剂组成，是经科学配方调制而成的新一代半合成微乳型切削液。水基切削液是介于全合成切削液与乳化液之间的一种半合成切削液，既有乳化油的润滑性、极压性又具有合成切削液的环保性、清洗性及长寿性。在金属切削加工中具有良好的冷却效果，对延长刀具使用寿命，提高零件加工精度，改善工作环境具有明显良好的综合作用，已被广泛地应用在切削加工中。
切削液分类
切削液分为三大类
切削油类
该类切削液含矿物油量约为95%～100%，主要成分是矿物油，其润滑性较好，但冷却效果差。高速、重切削条件下易产生烟雾并严重污染环境。（如柴油等）
乳化液类
该类切削液含矿物油量约为50%～80%，主要由乳化剂、防锈剂、油性剂、极压抗磨添加剂和防腐剂等组成。具有良好的润滑冷却性，但工作液稳定性差，使用寿命短，易发霉、发臭。
合成型类
该类切削液不含矿物油，主要由水溶性防锈剂、油性剂、极压抗磨添加剂、表面活性剂、防腐剂和消泡剂等多种添加剂组成。具有优良的冷却性、清洗性、防锈性且使用寿命长。但由于清洗性好，渗透力强，易将机床工作液润滑膜冲洗干净，造成“滑动部件”动作不灵活（如导轨等）。
三、水基切削液的组成
水基切削液基本由下列各浓缩物组成：
│矿物油│极压添加剂│油脂脂肪酸│表面活性剂│有机防锈剂│防腐杀菌剂│有机无机碱│铜防腐剂│消泡剂│水│
水基切削液是针对上述各类切削液的特性，为改善优化切削液的使用性能，增添了不同的添加剂而形成的，其矿物油含量约为5%～30%。
四、金属加工切削液的选用原则
切削液的选用应适合于金属切削加工特性，根据金属切削加工液使用规范来确定。
应符合下述条件：
1．具有良好的润滑性能，能减少切削阻抗，提高加工精度；
2．具有良好的冷却性能，能降低切削温度，延长刀具使用寿命；
3．具有良好的防锈性能，抑制或减缓工件与机床生锈速度；
4．具有良好的清洗性能，不损坏机床及涂漆层；
5．具有性能稳定，不易生物分解、老化、霉变；
6．使用中无烟雾或少烟雾；
7．对人体无危害，无恶臭；
8．低污染且废液处理简便。
五、切削液选择、试用、现埸跟踪测试及数据记录
遵循切削液的选用原则及规范，结合企业具体情况，选择性地对切削液进行试点应用。
1、试点设备型号及试用切削液记录：
X63W（万能铣床）：试用切削液（PSS-2│AS220R│乳化液│柴油）
X52K（立铣）：试用切削液（PSS-2│乳化液│柴油）
XK755B（数控铣床）：试用切削液（PSS-2│AL873AU）
A6140（车床）： 试用切削液（PSS-2│CCF-10│柴油）
2、试验条件及数据记录：
试样材料：20-1试样规格：260×20×10
刀具材料：W18Cr4V刀具规格：成型铣刀（试样加工一次成型，最大切削深度为9㎜）
试点设备型号：X63W卧铣(其余机床测试数据略)
试验机床切削速度：90转/分（≈190米/分）
配液机：乳化液(配比10∶1) 水基切削液 (配比10∶1)
石蕊试纸：乳化液 (pH值8.6)水基切削液 (pH值8.8)
浓度测定折光仪PORTABLE REFRACTOMETER(REF102/112/102bp)
温度测试：仪热工仪表，红外线感应仪
粗糙度测定：粗糙度测量仪（计量理化室）
3、切削液试用测定数据及现埸记录：
下述数据在同等条件环境下测试，试样温度为切削加工时温度(注:室温25℃)
柴油│1-1#试样79.5℃│试样粗糙度Ra(3.5～4)│刀具连续加工25～26件│
柴油│1-2#试样89.5℃│试样粗糙度Ra(2.8～3.5)│刀具连续加工25～26件│
乳化液│2-1#试样49℃│试样粗糙度Ra(1.8～2.5)│刀具连续加工42～45件│
乳化液│2-2#试样54.5℃│试样粗糙度Ra(1.9～2.5)│刀具连续加工42～45件│
乳化液│2-3#试样53.8℃│试样粗糙度Ra(1.5～2.5)│刀具连续加工42～45件│
水基切削液│3-1#试样（略）│试样粗糙度Ra(1.6～2.5)│刀具连续加工42～45件│
水基切削液│3-2#试样（略）│试样粗糙度Ra(1.9～2.5)│刀具连续加工42～45件│
水基切削液│3-3#试样（略）│试样粗糙度Ra(1.7～2.5)│刀具连续加工42～45件│
4、切削液锈蚀测试记录：(测试数据略)
PSS-2（配比10∶1）：螺丝钉、卡簧、垫片浸入切削液（13个月后表面无锈蚀）
PSS-2（配比10∶1）：X52K平铣（3个月后机床油泵失灵，油箱底部有沉淀物产生）
乳化液：X52K平铣（3个月后机床传动齿根部有锈斑，平时如少保养会有锈斑产生）
试验结果分析
经过对现埸测试数据的分析比较，不难看出水基切削液在金属切削加工中具有良好的润滑冷却效果，相对于柴油冷却具有显著的优越性。
同等工况铣削过程中
1、柴油冷却：试样铣削时平均温度约为84.5℃；
水基切削液冷却：试样铣削时平均温度约为52.5℃；
结论：水基切削液冷却效果显著
2、柴油润滑冷却：试样表面平均粗糙为Ra 2.8～4 um
水基切削液冷却：试样表面平均粗糙为Ra 1.85～2.5 um
结论：水基切削液冷却,能使试样表面粗糙度精度等级提高
3、最为明显直观的是水基切削液冷却能使刀具寿命约延长1.7倍
柴油润滑冷却：油基切削液传热效果差，切削区高温油烟雾化，危害人体，污染环
境，严重时观察不清，影响作业，其次机床易产生难以清洗的黄袍。
水基切削液：大功率、大切削量工况下无烟雾产生，旧机床表面黄袍明显清除。
结论：水基切削液具有良好的冷却性及清洗性，能改善工作环境。
5、切削液锈蚀分析：水基切削液的防锈性能优于乳化液。
应维护保养好水基切削液及机床。
七、结束语
水基切削液综合了乳化液和合成液的全部优点，具有优越的极压性、防锈性及消泡性，工作液稳定性好，使用寿命长，无油雾少烟雾，改善了工作环境。适用于钢铁、铸铁、不锈钢、铜铝及其合金等金屬的切削加工。目前水基切削液已在本企业推广使用，效果良好。
参考文献:
《切削液技术》机械工业出版社 刘镇昌
《金属切削液——选择、配制与使用》化学工业出版社 刘镇昌