19世紀(jì)80年代,美國科學(xué)家就已首先進(jìn)行了切削液的評價工作。 F·W·Taylor發(fā)現(xiàn)并闡明了使用泵供給碳酸鈉水溶液可使切削速度提高30%~40%的現(xiàn)象和機(jī)理。針對當(dāng)時使用的刀具材料是碳素工具鋼,切削液的主要作用是冷卻,故提出“冷卻劑”一詞。從那時起,人們把切削液稱為冷卻潤滑液。
隨著人們對切削液認(rèn)識水平的不斷提高以及實踐經(jīng)驗的不斷豐富,發(fā)現(xiàn)在切削區(qū)域中注入油劑能獲得良好的加工表面。早,人們采用動植物油來作為切削液,但動植物油易變質(zhì),使用周期短。20世紀(jì)初,人們開始從原油中提煉潤滑油,并發(fā)明了各種性能優(yōu)異的潤滑添加劑。在次世界大戰(zhàn)之后,開始研究和使用礦物油和動植物油合成的復(fù)合油。1924年,含硫、氯的切削油獲得專利并應(yīng)用于重切削、拉削、螺紋和齒輪加工。
潤滑
金屬切削加工液(簡稱切削液)在切削過程中的潤滑作用,可以減小前刀面與切屑、后刀面與已加工表面間的摩擦,形成部分潤滑膜,從而減小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削過程中,加入磨削液后,磨削液滲入砂輪磨粒-工件及磨粒-磨屑之間形成潤滑膜,使界面間的摩擦減小,防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑,從而減小磨削力和摩擦熱,提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。
油基切削液的潤滑性能較好,冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比潤滑性能相對較差,冷卻效果較好。慢速切削要求切削液的潤滑性要強(qiáng),一般來說,切削速度低于30m/min時使用切削油。
含有極壓添加劑的切削油,不論對任何材料的切削加工,當(dāng)切削速度不超過60m/min時都是有效的。在高速切削時,由于發(fā)熱量大,油基切削液的傳熱效果差,會使切削區(qū)的溫度過高,導(dǎo)致切削油產(chǎn)生煙霧、起火等現(xiàn)象,并且由于工件溫度過高產(chǎn)生熱變形,影響工件加工精度,故多用水基切削液。