切削金属零件加工表面间的显微裂纹观察工具显微镜
切削液功能的发挥与提高
如果切削液在切屑一刀具一工件界面之间形成一层弹性流
体油膜，使两者隔着油膜而相对运动，起到减小摩擦的润滑作
用，这种润滑状态叫做流体润滑，它的润滑效果比较好。但切
削过程中的大多数情况是，切屑一刀具一工件接合界面要承受
相当大的载荷，随着载荷增加、温度升高，油膜厚度便减薄，当
减薄到相当于金属表面的凹凸不平度时，流体油膜部分地破
坏，凸起的金属峰尖直接相互接触，起不到流体润滑作用，而
是靠切削液油质的渗透性和吸附作用形成的润滑膜(也称吸
附膜)，起着减小摩擦的润滑作用，这种润滑状态叫做边界润
滑。切削中摩擦界面的润滑状态，大多数是边界润滑，它的摩
擦系数值大于流体润滑，但小于干切削。
动植物油因有形成润滑膜的良好条件——渗透性、吸附
性和润滑性。所以在没有更为合适的切削液期间，它们在精加
工中几乎是必不可少的润滑剂，后又广泛地作为油性添加剂。
但是，动植物油作为切削液，容易变质腐败，使用寿命短；而且
动植油可供食用或其它用途，来源有限，应该尽量不用或少用。
既然要尽量不用或少用动植物油，是否有可以形成润滑
膜的代用品呢?有的，例如含有表面活性物质、与金属有良好
亲和力的油酸、胺类、醇类切削液等。它们和动植物油的润滑膜
都是物理吸附作用形成的，这类润滑膜叫做物理润滑膜，其油
膜强度不高，只能耐受约200℃温度，不能满足大多数难切削
金属加工的润滑要求。因为难切削金属加工时，它的切削摩
擦界面处于高温、高压的极压状态，油性物理润滑将破坏，必
须在切削液中加进极压添加剂，才能有较好的润滑性。
通常
的极压添加剂是含硫、磷或氯等元素的有机化物，在高温、高
压作用下与金属起化学反应，生成化学润滑膜。它的熔点要
比物理润滑膜高得多，在高温、高压下仍有一定的强度，可避
免切削中摩擦界面的直接接触，减小摩擦，达到润滑目的。
如添加了硫元素的硫化切削液，在金属切削过程中，硫元
素和铁元素起化学反应生成的硫化铁，它的摩擦系数较小，能
耐1193℃的高温。硫化切削液用于切钢时，能在1000℃左
右高温下仍具有润滑性能。
常用的含氯的极压添加剂有氯化石蜡、氯化脂肪酸等。氯
的化学性能活泼，在200--300℃时，即能与金属表面起化学
反应。氯化物的摩擦系数比于硫化物还小，润滑性能更为优
良。含氯极压添加剂的切削液可耐600℃的高温，特别适合
于切削合金钢、高强度钢以及其它难切削材料。
四氯化碳为添加剂的效果好，因为它的挥发性高，渗透性强
(可以渗入零件加工表面间的显微裂纹中)，同时又能防止刀
具发生粘结磨损。不过，四氯化碳在高温时会挥发出有害气
体，只适于诸如拉削、铰削等低速精加工。这种添加剂国内较
少采用。
常用的含磷极压添加剂是有机磷酸醋或硫化磷酸锌等，
它一与钢铁接触即被吸附，并起化学反应，生成磷酸铁化学润
滑膜，降低摩擦、磨损的效果比含硫、含氯的极压添加剂更为
良好。
为了得到较好的润滑冷却效果，往往在一种切削液中加
入上述的两种或三种添加剂，复合使用。还可以根据实际情
况和各种需要，加入各种添加剂而合成切削液。如为了防
锈，在切削液中添加防锈添加剂;为了防霉，则在切削液中添
加防4添加剂等。合成切削液的性能和效果，大大地超过了
各种天然的切削液。
