一、润滑作用
在切削加工中,刀具—切屑,刀具—工件表面之间产生摩擦,切削液就是减轻这种摩擦的润滑剂。在后刀面,由于刀具带有后角,它与加工材料接触部分比前刀面少,接触压力也低,因此后刀具的摩擦润滑状态接近边界润滑状态,一般使用吸附性强的物质(如油性剂)和使金属接触部分的抗剪强度降低的物质(极压剂)能有效地减少摩擦。
前刀面的状况与后刀面不同,剪切区经变形的切屑在受到刀具进给力的推挤下被挤出,其接触压力大,切屑也因塑性变形而达到高温。在供给切削液后,切屑由于受到骤冷而收缩,使前刀面上的刀具与切屑接触长度及切屑与刀具间的金属接触面积减少,同时还使平均切应力降低,这样就导致了剪切角的增大和切削力的减少,从而使工件材料的切削加工性能得到改善。
在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入磨粒—工件,磨料—磨屑之间形成润滑膜,使这些界面的摩擦减轻,防止磨粒切削刃的摩擦磨损和粘附磨屑,从而减少磨削力、摩擦热和砂轮磨损,降低工件表面粗糙度。
切削液的润滑作用,一般油基切削液比水基切削液优越,含油性、极压添加剂的切削效果更好。
油性添加剂一般是带有极性基(—COOH、—OH、—CO—NH2等)的长链有机化合物,如高级脂肪酸、高级醇、动植物油脂等。油性剂是通过极性基团吸附在金属表面上形成一层润滑膜,这层润滑膜有较低的摩擦系数,可以减少刀具—工件,刀具—切屑之间的摩擦,达到减少切削阻力、延长刀具寿命、降低工件表面粗糙度的目的。油性添加剂的作用只限于切削温度较低的状况,当温度超过200℃,油性剂的吸附层受到破坏而失去润滑作用,所以一般低速、精密切削使用含有油性剂的切削液。而在高速、重切削的场合,应使用含有极压添加剂的切削液。
所谓极压添加剂是一些含有硫、磷、氯元素的化合物,这些化合物在高温下与金属起化学反应,生成硫化铁、磷酸铁、氯化铁等具有低抗剪强度的物质,从而降低了切削阻力,减少了刀具—工件,刀具—切屑的摩擦,使切削过程易于进行。含有极压添加剂的切削液还可以抑制刀具积屑瘤的生成,改善工件表面粗糙度。