在金属切削和磨削加工领域，切削液作为一种重要的工业用液体，扮演着冷却、润滑、防锈和清洗等多重角色。它不仅提升了加工效率，还显著改善了工件质量和刀具寿命。本文将深入探讨切削液的起源、分类、性能及其在金属加工中的应用。
切削液的起源与发展
切削液的使用历史可以追溯到远古时代，人们在磨制石器、铜器和铁器时，就已经意识到浇水可以提高加工效率和质量。随着技术的发展，切削液在金属加工中的应用逐渐扩大。16世纪时，人们开始使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲；1775年，英国的约翰·威尔金森为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床，并首次将水和油应用于金属切削加工。
进入19世纪，切削液的应用进入快速发展期。随着车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床的相继出现，切削液开始大规模应用。特别是20世纪初，矿物油和各种润滑添加剂的发明，使得切削液的性能大幅提升。
切削液的分类
切削液主要分为三大类：水溶液、乳化液和切削油。
水溶液：主要成分为水和一定的添加剂，具有良好的冷却性能和防锈性能，同时具备一定的润滑性能。液体呈透明状，便于操作者观察。
乳化液：将乳化油用水稀释而成，由矿物油、乳化剂及添加剂配成。乳化液具有良好的散热性能和清洗能力，性价比高，但容易使细菌和霉菌繁殖，需加入有机杀菌剂。
切削油：主要成分是矿物油，也有少量采用动植物油或复合油。切削油在低速切削时表现优异，但在高速切削时散热效果较差，可能引起烟雾或起火。
切削液的性能与应用
切削液在金属加工中发挥着至关重要的作用，主要体现在以下几个方面：
冷却性能：切削液通过对流和汽化作用，将切削热从刀具和工件处带走，有效降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。
润滑性能：切削液能够减小切削过程中的摩擦，降低切屑的粘附，提高切削表面质量。润滑膜的形成减少了刀具与工件之间的摩擦，降低了切削力和功率消耗。
清洗性能：切削液能够清洗切削区域中的切屑、金属粉末和油污，防止机床和工件、刀具的沾污，保持切削刃口的锋利，提高切削效果。
防锈性能：切削液中的防锈添加剂能有效防止工件和刀具在加工过程中生锈，延长使用寿命。
防腐性能：切削液对设备和机床无腐蚀作用，确保设备的长期稳定运行。
切削液的市场现状与发展趋势
随着全球工业体系的不断完善和技术进步，切削液市场持续增长。从全球需求量来看，自2012年以来，全球切削液市场保持逐年提升，2022年全球切削液行业需求量达到176.5万吨，同比增长4.3%。中国作为切削液市场的重要组成部分，近年来市场规模迅速扩大，已成为全球切削液市场的重要增长极。
未来，切削液的发展趋势将更加注重高性能、环保和可降解。随着机械工业的快速发展，切削液需要不断适应新的加工要求和环保标准。研制高性能、长寿命的切削液，研究延长切削液使用寿命的方法，减少切削液的废液排放量，将是切削液研究的重要方向。
结语
切削液作为金属加工中不可或缺的工业用液体，其性能和应用直接影响着加工效率、工件质量和刀具寿命。随着技术的不断进步和市场需求的日益增长，切削液将继续在金属加工领域发挥重要作用，推动整个行业的持续发展。
