金屬加工液是機加工中非常重要的組成部分，它的主要功能是潤滑、冷卻、清洗和防銹，在機加工中扮演著不可替代的角色。金屬加工液可以提高加工精度、減少刀具磨損、提高生產(chǎn)效率，選用合適的金屬加工液使許多復(fù)雜和困難的加工成為可能。

金屬加工液是一種以水代油在機械行業(yè)加工的潤滑、冷卻、清洗工藝的工藝方法，它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的乳化油做機床加工的冷卻工作潤滑液。

金屬加工液是一種不含礦物油和動植物油及亞硝酸鈉和硫、氯型的添加劑，分為增溶液和離子型切削液兩種并加入水中使用。

而乳化油是由切削油及乳化劑、耦合劑、殺菌劑、防銹劑等組成的，由極壓切削油加乳化劑所組成的即成為極壓乳化油。乳化油在使用時需加水稀釋，稀釋后的工作液呈乳白色，成為乳化液。pH值7～8這種類型的切削乳化液應(yīng)用范圍廣泛，一般的車、鉆、銑、磨都可應(yīng)用，缺點是穩(wěn)定性相對較差，容易滋生微生物，變質(zhì)發(fā)臭、壽命較短，一般使用周期為1～2周。

金屬加工液清晰透明、無毒、無刺激、無異味，pH值8.5～9.5，化學(xué)耗氧量是乳化油的1/10，可長期使用，性能穩(wěn)定。特別是在切削溫度的作用下，可以形成兩種潤滑膜，一種是化學(xué)膜，另一種是物理膜，正是這兩種膜，尤其是化學(xué)膜起潤滑作用，才避免了刀刃和工件直接接觸，減少摩擦發(fā)熱，提高了刀具的耐用度。

金屬加工液的選用比較復(fù)雜，涉及到許多因素。比較重要的有工件材料、加工方式、刀具材料、應(yīng)用方法，工藝要求及工藝上的某些特點和特殊情況也常常影響到金屬加工液的選用。因此，金屬加工液的選用正確與否，對刀具磨損及使用壽命有著直接的影響。

高速切削時，切削溫度較高，要求冷卻性能，一般選用水溶性金屬加工液;低速中重負(fù)荷加工，要求潤滑性能，一般選用切削油，以降低刀具磨損，延長刀具使用壽命，而且對整個生產(chǎn)成本有著重要影響。

金屬加工液紛繁復(fù)雜，從組成上來講，金屬加工液大致可以分成純油、溶性油、化學(xué)液(合成液)和半化學(xué)液(半合成液)4種類型，后3種通常也稱為水基金屬加工液。

1、純油

所謂純油型金屬加工主要是指礦物油，盡管在某些特殊的場合也使用動、植物油，合成油有時也用作純油基礎(chǔ)油。但不論是天然油或合成油，都調(diào)合了不同的邊界或極壓添加劑。

純油金屬加工液不含水，潤滑性優(yōu)良，但冷卻能力有限。對于切削余量少的精加工，使用純油型金屬加工油是個不錯的選擇。

2、溶性油

溶性油實際上就是水包油型乳化液(O/W)，包括粗乳化液和微乳化液。與粗乳化液相比，微乳化液的綜合性能更為優(yōu)異，其配方技術(shù)也復(fù)雜的多。

溶性油同時具有油的潤滑性和水的冷卻長處，是一類非常通用的金屬加工液，使用非常廣泛。在苛刻的切削或成型加工中，使用含有磷和硫極壓劑的配方，1倍~5倍稀釋使用。但在輕切削或磨削中，溶性油濃縮液通常只含有防銹劑，20倍~100倍稀釋使用。

3、化學(xué)液(合成液)

化學(xué)液不含石油，用水稀釋后形成真溶液。這類金屬加工液通常被稱作“合成液”。然而，不是所有的合成液都含有合成潤滑劑。合成潤滑劑包括聚烷撐二醇，酯和PAO。為了避免混淆，將不含油的水溶性產(chǎn)品稱為“化學(xué)金屬加工液”或“化學(xué)液”。

最初配制化學(xué)液是為磨削和輕切削加工，后來加入合成潤滑劑，以及水溶性邊界極壓添加劑的發(fā)展，擴大了這類金屬加工液的應(yīng)用范圍。

4、半化學(xué)液(半合成液)

半化學(xué)金屬加工液具有溶性油和化學(xué)液的最優(yōu)性能，這類產(chǎn)品同時含有水溶性添加劑、乳化劑和不少于20%的礦油的濃縮液。

1、潤滑功能

金屬表面在機械加工的過程中受到較大的切削力，并且有相對運動，從而在刀具與工件表面、刀具與切屑之間會產(chǎn)生較大的摩擦。這種摩擦現(xiàn)象的存在會產(chǎn)生較大的熱量并且加劇刀具的磨損和工件表面精度的惡化，并且會降低加工效率。

金屬加工液可以大大降低這種摩擦，延長刀具壽命并提高加工件表面質(zhì)量。一般說來，金屬加工液中的礦物油含量越高，其金屬加工液的潤滑性能越好，但隨著金屬加工液技術(shù)的發(fā)展，含有極壓添加劑半合成和全合成類型的金屬加工液也同樣具有良好的潤滑性能。

2、冷卻功能

這也是金屬加工液被俗稱為“冷卻液”的原因，因為機械加工過程中存在剪切和摩擦的雙重作用，從而不可避免地會產(chǎn)生較大的熱量，這種熱量如不能被及時帶走，就會造成刀具和工件之間產(chǎn)生高溫，從而會軟化刀具甚至降低工件表面的硬度，加劇刀具磨損，影響工件的表面精度。不僅如此，高溫還會產(chǎn)生積屑瘤，造成工件加工精度偏差。

通過大流量的金屬加工液的沖洗作用，可以帶走機械加工過程中產(chǎn)生的熱量，降低刀具和工件的溫度，延長刀具的壽命，提高加工件的表面精度，提高機械加工的效率。

3、排屑功能

金屬機械加工過程中產(chǎn)生的加工屑如不能被及時從加工區(qū)域移走，可能產(chǎn)生積屑瘤并造成已加工面的磨損。

4、防銹功能

大多數(shù)的金屬材料(如鐵和鑄鐵)在與潮濕的空氣與水接觸后會很快產(chǎn)生銹蝕，而在金屬機械加工過程中，如果在兩道不同工序之間，金屬加工液不能提供良好的防銹功能，就可能會造成半成品產(chǎn)生銹蝕，從而使產(chǎn)品報廢。

金屬加工液除以上功能外，還要具有防泡沫、對環(huán)境友好、抗菌等功能，不同的機械加工方式對金屬加工液的功能需求也不同，例如重負(fù)荷低速機械加工對金屬的潤滑性能要求更高，而高速低負(fù)荷機械加工對冷卻要求更高。

金屬加工液的危害：

事實上，使用金屬加工液面臨著健康風(fēng)險。一般的金屬加工液組成比較復(fù)雜，由十幾種添加劑組成，配方中的添加劑在現(xiàn)場使用過程中會發(fā)生一些不同的變化：物理變化、化學(xué)變化和生物變化。

通常在加工過程中，操作者不可避免地接觸金屬加工液，如手直接抓取零件、加工中金屬加工液的飛濺、吸入加工中產(chǎn)生的油煙、油霧等，均可能導(dǎo)致皮膚、呼吸道等問題。對于水基的產(chǎn)品來說，各家供應(yīng)商都在專注于如何讓切削液使用壽命更長，以減少廢液排放成本和停機時間。

供應(yīng)商們?yōu)榇藭右恍⒕鷦?、腐蝕抑制劑，殺菌劑是導(dǎo)致皮膚過敏最常見的原因。另外，切削液一般呈弱堿性，pH值在8.5～9.8之間，而人體皮膚的pH值一般呈弱酸性，在5～5.6之間，高pH值會破壞皮膚的角質(zhì)層，導(dǎo)致表皮層裸露在外面，使皮膚的自然保護作用降低，導(dǎo)致皮膚產(chǎn)生脫脂、紅腫、皮炎等。另外，雜油、微屑可能堵塞毛孔，產(chǎn)生毛囊炎，出現(xiàn)紅腫的現(xiàn)象。

另外，高速的切削過程通常會產(chǎn)生很多的油霧和蒸汽，加工中刀具的前刀面和鐵屑之間會產(chǎn)生很高的溫度，有時能達到1000℃之多，就會產(chǎn)生液體的蒸發(fā)，操作完成當(dāng)操作者打開機床就會吸入這些蒸發(fā)物，可能導(dǎo)致呼吸道損傷。尤其是目前很多刀具都采用了內(nèi)冷的新型結(jié)構(gòu)設(shè)計，切削液與刀具或工件高速碰撞，加重了油霧的產(chǎn)生。而且刀具或工件的的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，導(dǎo)致切削液變成霧狀。

金屬加工液危害的預(yù)防：

首先，我們需要對金屬加工液加強監(jiān)控，如切削液的濃度、酸堿度和微生物含量等;其次及時清理液槽、管道和機床并采取過濾措施。因為也許切削液壽命比較長，可以達到兩三年，但這只是切削液的壽命，并不代表液槽不需要清理，液槽里會產(chǎn)生很多微屑、油泥，懸浮于切削液中的微屑不僅可能導(dǎo)致皮膚問題，還會參與二次切削，導(dǎo)致刀具磨損和劃傷工件表面。

另外，要減少現(xiàn)場添加劑的使用，如殺菌劑等。切削液發(fā)臭時，不應(yīng)該采取不斷往里面添加殺菌劑的方式，以延長切削液的使用壽命，因為過量使用殺菌劑將導(dǎo)致皮膚問題。此外，老式的機床其實可以加擋液板，以防止液體濺到皮膚表面。

對于加工中產(chǎn)生的油霧或蒸汽，可以采用微量潤滑或干式加工;擇低揮發(fā)性、含抗油霧聚合物的金屬加工液、及時關(guān)閉金屬加工液、優(yōu)化噴嘴方位等辦法來減少加工中產(chǎn)生油霧或蒸汽。其次，通過改善通風(fēng)、減少加工作業(yè)密集度、安裝油霧收集器等來減少車間中的油霧或蒸汽。