切削液(cutting fluid, coolant)是一種用在金屬切削、磨加工過程中,用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體,切削液由多種功能助劑經科學復合配合而成,同時具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點。克服了傳統(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病,對車床漆也無不良影響,適用于黑色金屬的切削及磨加工,屬當前領先的磨削產品。 切削液各項指標均優(yōu)于皂化油,它具有良好的潤滑冷卻、清洗、防銹等特點,并且具備無毒、無味、對人體無侵蝕、對設備不腐蝕、對環(huán)境不污染等特點。
歷史發(fā)展
人類使用切削液的歷史可以追溯到遠古時代。人們在磨制石器、銅器和鐵器時,就知道澆水可以提高質量和效率。在古羅馬時代,車削活塞泵的鑄件時就使用橄欖油,16世紀使用牛脂和水溶劑來拋光金屬盔甲。從1775年英國的約翰·威爾金森(J.Wilkinson)為了加工瓦特蒸汽機的汽缸而研制成功鏜床開始,伴隨出現了水和油在金屬切削加工中的應用。到1860年經歷了漫長發(fā)展后,車、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機床相繼出現,也標志著切削液開始較大規(guī)模的應用。
19世紀80年代,美國科學家就已首先進行了切削液的評價工作。 F·W·Taylor發(fā)現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%的現象和機理。針對當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識水平的不斷提高以及實踐經驗的不斷豐富,發(fā)現在切削區(qū)域中注入油劑能獲得良好的加工表面。一開始,人們采用動植物油來作為切削液,但動植物油易變質,使用周期短。20世紀初,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。在第一次世界大戰(zhàn)之后,開始研究和使用礦物油和動植物油合成的復合油。1924年,含硫、氯的切削油獲得專利并應用于重切削、拉削、螺紋和齒輪加工。
刀具材料的發(fā)展推動了切削液的發(fā)展,1898年發(fā)明了高速鋼,切削速度較前提高2~4倍。1927年德國首先研制出硬質合金,切削速度比高速鋼又提高2~5倍。隨著切削溫度的不斷提高,油基切削液的冷卻性能已不能完全滿足切削要求,這時人們又開始重新重視水基切削液的優(yōu)點。1915年生產出水包油型乳化液,并于1920年成為優(yōu)先選用的切削液用于重切削。1945年在美國研制出第一種無油合成切削液,全球一款全合成金屬切削液由Cimcool辛辛那提銑床公司(后更名為辛辛那提-米拉克龍)率先研制成功,并且以獨特的粉紅色來標記該產品,CIMCOOL 是革命性的。在其誕生的1945年,切削液只有純油和像牛奶一樣的乳化液可選。 CIMCOOL由于是水基產品,其冷卻性能是純油的2倍,與油不一樣的,它沒有煙霧、不會有火災隱患,加工后的部件清潔。與乳化液相似,CIMCOOL保持了出色的冷卻性能,借助獨特的化學合成潤滑劑,其潤滑性得以發(fā)展,允許更高的切削速度并改善了刀具壽命。CIMCOOL對細菌攻擊顯示出較高的抵抗能力,它的透明性能對于工業(yè)來說樂于接受。CIMCOOL是金屬加工液體科技領域向前邁出的意味深長的一步,其它公司紛紛轉而研發(fā)化學金屬加工液推動了切削液技術的發(fā)展。隨著先進制造技術的深入發(fā)展和人們環(huán)境保護意識的加強,對切削液技術提出了新的要求,它必將推動切削液技術向更高領域發(fā)展。
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