1、毕业 论文文献综述 应用化学 金属切削液的研制及其性能研究 金属切削液是一种用在金属切、削、磨、钻等加工过程中，用来冷却和润滑刀具和被 加工件的工业用液体，是一种在金属切削加工过程中不可或缺的介质。它在机械加工过程中起着润滑、冷却、清洗、防锈等作用。 金属切削液是金属加工润滑剂中需求量最大的品种 ,广泛应用于机械制造工业。人类使用金属切削液的历史可以追溯到远古时代。在那时，人们 已经 知道在磨制石器、铜器和铁器等器具时，往其上面浇水可以提高 其工作 效率和器具的质量。 早 在古罗马时代，人们在 车削活塞泵的铸件时就已经 知道 使用 橄榄油 能够对工件起到冷却、润滑的作用 。从 1775 年英国
2、的约翰 威尔金森 (Jwilkinson)成功研制镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用 ， 到 1860 年经历了漫长的发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，标志着金属切削液 已经 开始 得到 较大规模的应用。 19世纪 80 年代，美国科学家 FW-Taylor 发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高 30 40的现象和机理。 在那时 切削液的主要作用是冷却 和润滑 ，人们把切削液称为冷却润滑液。 随着机械加工工业的发展，我国在切削液的 研究和应用等方面 也 有了较大的进展。五六十年代初期，一般机械加工普遍采用苏打水，后来逐渐发展到采用乳化油，
3、并于 1965年制定了 SY1374-65 标准。经过 12 年的应用实践后，于 1977 年对该标准进行了修订，成为 SY1374-77 乳化油标准。 “ 六五 ” 期间，我国又相继研制出多种切削液、磨削液、攻丝液等 金属加工液 ，促进了机械加工 行业 的发展，并于 1985 年制定了合成切削液的国家标准 GB6144-85。 良好的切削液应具有润滑、冷却、防锈、清洗等方面的作用。随着人们对金属切削加工质量要求 的 不断提高，人们开始采用动植物油 作为切削液，由于它能在金属表面形成较牢固的吸附膜，而且 能够 大幅度地降低工件表面的粗糙度，因而得到广泛 的 应用。但 是动植物油 易氧化变质，使
4、用周期短，所以人们逐渐改用脂肪油和矿物油混合而成的混合油来作为切削液。后来，含硫、磷、氯等有机化合物和其它添加剂的活性、非活性1 极压油应运而生 ,它们与金属起化学反应，形成高熔点、低剪切强度的固体润滑膜，提高了切削液在高温、高压下降低摩擦和抗烧结的能力。 现代机械加工向 着 高速、强力、精密 的 方向发展，超硬、超强度等难加工材料的发展 使得 切削加工的难度日益增加。这两方面的原因导致切削加 工过程中的摩擦力、摩擦热大幅度提高，这就要求金属 切削 液具有更好的润滑、冷却、清洗、防锈性能，以便获得理想的 加工表面 。矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能较差。随着切削速度和切削温度的
5、不断提高，油基切削液已经不能完全满足切削要求，这时人们开始重视水剂冷却的优点，把油的润滑性能与水的冷却性能结合起来，这样就促使了乳化液的应用。但由于乳化液的相态不稳定而且极易腐败变质，因而后来又发展了全合成和半合成切削液。 半合成切削液在相态稳定性和腐败变质问题上 虽然已经 有所改进，但在配制时的技术难度比较高，敏感因素 也 比较多：如易受环境温度变化的影响、原材料品质波动的影响、配制方法的影响等。 全合成切削液基本不存在相态稳定性问题，而且清洗性、抗腐败变质性、冷却性等均可以做得比其它品种更为优良。随着表面活性剂技术、界面化学 、 胶体化学等技术的发展，新的理论和新的功能性添加剂不断增加，全
6、合成切削液的润滑性和防锈性问题可以得到解决，并且能够赋予其一些独特的性能，使之成为现代化加工车间所希望使用的比较 理想 的 切削液 ，这也 是当今切削液技术发展的方向。 金属切削液是各种机械制造不可缺少的 介质 ，量大面广，产生的废油液难以高度集中处理，这 些废油液以不同的形式排放到土壤、江河湖泊中，对生态环境造成严重污染。另外，金属切削液在使用 过程中 和 对 废液的处理时，也会以不同形式渗透到水域、土壤中，对人体和环境造成损害和污染。金属加工切削液常用的酚类杀菌剂、亚硝酸盐防锈剂等物质，对人体和环境影响甚大，其中酚类会严重污染水质，亚硝酸钠与醇胺类化合物结合，会产生致癌的亚硝胺，对接触这类
7、物质的 工 人造成严重的健康威胁。由此可见，研究环保型高效多功能全合成切削液有一定的必要性。因为只有这样，才能满足市场的新需求，才能让用户充分发挥最新机加工设备和新材料的先进性能，达 到最大生产率，替代进口产品，提高我国金属切削液的技术水平。 随着先进制造技术的深入发展和人们环保意识的加强，人们对切削液技术提出了新的要求。尤其是近年来环境保护和人类健康日益成为全社会关注的焦点，而切削液会对环境和人体造成污染和损害，因此切削液的使用和废液处理已受到环保法规 的 严格制2 约。为了适应社会发展的要求，现代切削液的发展出现了一个新的方向：开发一种高性能、长寿命、低污染的切削液。目前研究开发的重点是：
8、大力开发对生态环境和人类健康负作用小、加工性能优越的切削液，朝着对人和环境完全无害的绿色切削液方向发展；同时，努力改进供液方法，优化供液参数和加强使用管理，以延长切削液的使用寿命，减少废液排放量；此外，还应进一步研究废液的回收利用和无害化处理技术；开发传统切削液的替代品，并加强实用化技术、经济性评价和适用范围等方面的研究。 参考文献 1张二水 .切削液的技术进步及发展趋势 J.石油商技 , 2009,27(1): 28-33. 2张康夫 ,余大南 .防锈油脂与乳化切削油 M.北京 : 国防工业出版社 ,1979.117. 3 薛中 , 夏淦 珍 , 林 心勇 . 环 保型 高 效多 功能 全
9、合成 切削 液 J. 机 床与 液压 ,2007,35(8):256-257. 4姜庆国 .水基金属切削液 J.轴承 ,1994,12,35-38. 5戴恩期 .环境友好金属加工润滑油的研制 J.润滑与密封 ,2006,9:218-219. 6李玮 ,马涛 ,林广山 ,肖军敏 .水基金属切削液的研究进展 J.合成润滑材料 ,2009,36(4):19-23. 7蔡洪浩 ,赵永武 .采用正交试验法的环保型水基合成切削液配方优化设计 .工具技术 ,2007,41(2):67-70. 8叶茂盛 .金属切削液 M.北京 :机械工业出版社 , 1994:335-338. 9钱亚宁 ,等 .浅析金属加工液
10、的现状与发展趋势 J.机械制造 , 2005,4: 34-38. 10侯滨 ,陈波水 .关于绿色切削液研究开发的几点思考 J.润滑与密封 , 2002,4:35-36. 11楮家荣 ,陈九根 .金属切削液的研究现状及发展趋势 J.润滑与密封 , 2004,5:12-13. 12周耀华 ,张广林 .金属加工润滑剂 M.中国石化出版社 ,1998:9-12. 13沈德言 .红外光谱在高分子研究中应用 M.北京 :科学出版社 , 1982:126-129. 14傅树琴 .切削液的 市场和技术现状 J.石油商技 ,2006,24(6):7-11. 15王延军 ,赵新泽 ,陈洪军 .绿色切削液分析及其质量评估措施 J.润滑与密封，2005,5:74-77. 16Jerry P Byers. Metal working fluidM.New York:Taylor & Francis Group,2006:265-273. 17Jacob John, Mrinal Bhattacharya. Emulsions Containing Vegetable Oils for Cutting Fluid App Lication J.Colloids and urfaces:Physicochem.Eng.Aspects,2004,23(7):141-150. 3
