在切削液技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，我們可以看到兩個(gè)特點(diǎn)：第一，切削液的產(chǎn)品數(shù)量越來(lái)越多，種類越來(lái)越齊全，功能也越來(lái)越細(xì)化。針對(duì)不同的加工方式，都有相應(yīng)的切削液與之對(duì)應(yīng)。第二，切削液的技術(shù)越來(lái)越完善，因此加工效率得以不斷提高。
除此之外，伴隨著現(xiàn)代制造業(yè)的高速發(fā)展和人們對(duì)環(huán)保的日益重視，切削液技術(shù)也處?kù)陡牧己透碌难h(huán)中，新型切削加工技術(shù)不斷涌現(xiàn)。
切削液技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
面對(duì)切削液市場(chǎng)發(fā)展日趨成熟、切削液產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都制定了相關(guān)的切削液分類標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)材料協(xié)會(huì)制定了金屬加工液及相關(guān)材料分類標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2881—03，日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在2000年也制定了新的切削液標(biāo)準(zhǔn)JIS K2241。
我國(guó)於1989年制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7631.5—1989《潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品(L類)的分類第5部分：M組(金屬加工)》，將金屬加工潤(rùn)滑劑分為兩大類，即以強(qiáng)調(diào)潤(rùn)滑性為主的加工類型和以強(qiáng)調(diào)冷卻性為主的加工類型。值得一提的是，與美國(guó)材料協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)相同，我國(guó)的這些分類標(biāo)準(zhǔn)囊括了金屬成形加工，如鍛壓、沖壓、拉拔、軋制中所用的潤(rùn)滑劑，而非本文所討論的去除加工(即切削加工)類型的潤(rùn)滑劑，故不再冗述。
雖然各種分類標(biāo)準(zhǔn)各有不同，但根據(jù)切削液的組成和狀態(tài)，都大致按照水基和油基兩大類來(lái)進(jìn)行劃分。
水基切削液需要用水稀釋後加以使用，根據(jù)稀釋後的狀態(tài)可分為乳化切削液、微乳化切削液、合成切削液。乳化切削液的原液一般不含水，加水配制後的切削液呈乳狀;合成切削液原液一般不含油，因此可以與水互溶，配制後的切削液多為透明;微乳化切削液原液中含油量(即油性添加劑含量)較小，而表面活性劑、防 劑含量較大，加水配制後呈半透明微乳狀，外觀介於前兩者之間。
油基切削液(亦稱切削油)一般直接使用，基本成分是基礎(chǔ)油。根據(jù)不同的加工需要，加以性質(zhì)不同的各種添加劑，就形成了種類不同的切削油。油基切削液按照基礎(chǔ)油和添加劑的不同，大致可分為純礦物油、純合成油、活性極壓切削油、非活性極壓切削油和減摩切削油。
切削液工藝技術(shù)
如上所述，切削液一般以基礎(chǔ)油或油性添加劑為載體，通過(guò)在基礎(chǔ)油或油性添加劑中加入多種具有不同性質(zhì)和功能的添加劑并進(jìn)行混合，就形成了切削油或水性切削液的原液。因此，添加劑是金屬切削液工藝技術(shù)中的核心要素，優(yōu)良的添加劑配方成為企業(yè)提高自身品牌市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的必要條件。
金屬切削液在機(jī)械去除加工中的主要作用是冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防 。由於液體的對(duì)流和氣化可以降低刀具和工件表面的溫度，從而防止了工件表面的灼傷和形變。
與此同時(shí)，切削液清洗并帶走了切削中產(chǎn)生的碎屑，避免其夾雜在工件和刀具之間發(fā)生二次切削，以致影響工件的表面質(zhì)量。除了水溶性合成切削液，其余切削液中的油性化合物(來(lái)自基礎(chǔ)油或油性添加劑)通過(guò)其極性基團(tuán)吸附在工件表面并形成了一層油膜，會(huì)減少切削過(guò)程中的摩擦。
在含有極壓添加劑的切削液中，鹵素、硫、磷等元素組成的化合物與工件表面的金屬在高溫高壓下的瞬間發(fā)生反應(yīng)，形成具有抗剪切力較小的物質(zhì)層，在減小摩擦力的同時(shí)，還防止了金屬表面的粘合。
此外，在切削液中還需加入抗氧化劑(防止切削油在高溫高壓下氧化)、抗氣化劑(防止切削液揮發(fā)產(chǎn)生霧狀液體)、消泡劑(防止切削液在噴淋時(shí)產(chǎn)生泡沫而導(dǎo)致干磨現(xiàn)象)。
在水基切削液中，還有一些特殊的添加劑，如防 劑(防止金屬 蝕)、表面活性劑(降低油層的表面張力，改變體系的介面狀態(tài))、防腐殺菌劑(防止微生物的生長(zhǎng)導(dǎo)致切削液變質(zhì))、穩(wěn)定劑(保護(hù)乳化狀態(tài))等。
值得注意的是，當(dāng)這些添加劑被混合到切削液中形成成品後，不僅要保證這些物質(zhì)之間相互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還要確保切削液在工件加工中性能持續(xù) 定且不與加工金屬發(fā)生不必要的、不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)變化。
切削液在金屬加工中的應(yīng)用
前面提到，不同的切削液應(yīng)用於不同的切削方式。因此，在切削液的實(shí)際操作中需要根據(jù)自身情況選擇適宜的切削液。
首先，需要考慮的是水基切削液和油基切削液的選擇。一般來(lái)說(shuō)，油基切削油價(jià)格更高，綜合性能更為優(yōu)越。對(duì)於較為昂貴的機(jī)床或者如果要求工件獲得最佳的表面質(zhì)量并最大限度地延長(zhǎng)刀具的壽命，建議采用切削油;如果以加工效率和成本作為主要參考的因素，則可選用水基切削液。
其次，要參照機(jī)床本身的特性。通常，機(jī)床制造商往往會(huì)針對(duì)他們自己的設(shè)備推薦一些品牌的切削液，這是因?yàn)樗麄冊(cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)就考慮了切削液的使用情況。比如一些開(kāi)放式的機(jī)床就不能用油性的切削液，以免切削油大量揮發(fā)而耗散。
第三，由於刀具和工件的材質(zhì)不同，其耐高溫性、可切削指數(shù)、硬度等也就各自相異，此時(shí)就要分別選用不同的切削液。例如金剛石刀具硬度非常高，為達(dá)到良好的冷卻效果，一般采用水基切削液;對(duì)於硬度較低的工件進(jìn)行加工，如齒輪，就需要采用粘度較高的切削液，以防止表面劃傷。
第四，金屬切削的具體加工方式也會(huì)要求相應(yīng)的切削液與之配合。在當(dāng)代機(jī)械加工中，切削方式多種多樣，如車削、銑削、鉆孔、拉削、磨削等。就精加工和重度切削而言，操作方式無(wú)疑對(duì)切削液提出了更高的要求。
最后，加上成本核算和環(huán)境評(píng)價(jià)，消費(fèi)者就可以合理地選擇出適合於自身加工特點(diǎn)的切削液了。
切削液市場(chǎng)調(diào)查分析
在汽車工業(yè)不斷發(fā)展壯大、機(jī)加工產(chǎn)品出口日益規(guī)模化等因素的刺激下，我國(guó)機(jī)械加工業(yè)的總體水平也不斷得到提升。據(jù)估算，我國(guó)目前金屬加工潤(rùn)滑劑的市場(chǎng)總需求約為25萬(wàn)噸MyCIMT，按照加工和用途的不同類型進(jìn)行劃分，各自所占的比例如表1所示，其中切削加工(即去除加工)液占到加工潤(rùn)滑劑總消耗量的38%。
就切削液而言，從其分類來(lái)看，目前的用戶大多偏好水基產(chǎn)品，即可溶性切削液和乳化液，這一比例大約占到市場(chǎng)份額的70%;從使用切削液的行業(yè)分布來(lái)看，各行業(yè)所占的比例大致如表2所示;從切削液的品牌來(lái)看，目前占據(jù)市場(chǎng)份額前列的大都是來(lái)自國(guó)外的切削液品牌。
造成這一現(xiàn)象的主要原因是一些國(guó)外品牌歷史悠久，有的甚至擁有百年以上歷史。這些公司的研發(fā)實(shí)力深厚，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定并且與世界上先進(jìn)的機(jī)床商保持著良好的合作關(guān)系，擁有研發(fā)和實(shí)踐的優(yōu)先平臺(tái)，因此長(zhǎng)期在添加劑技術(shù)專利領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先。
另一方面，國(guó)產(chǎn)品牌往往依靠較低的價(jià)格來(lái)爭(zhēng)取市場(chǎng)，成本的壓縮又導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量得不到提高，最終難以獲得市場(chǎng)認(rèn)可。因而這樣的市場(chǎng)策略必須在創(chuàng)新型技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的宣導(dǎo)和推廣下得到改變。大力提高企業(yè)自身的技術(shù)創(chuàng)新能力，不斷推進(jìn)企業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)發(fā)，才能全面提升企業(yè)自身品牌的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
切削液的未來(lái)趨勢(shì)
縱觀21世紀(jì)的切削液市場(chǎng)，一些新興切削技術(shù)和相應(yīng)的產(chǎn)品接連面世。面對(duì)人類環(huán)保意識(shí)的提高，市場(chǎng)對(duì)於切削油綠色環(huán)保性能的要求越來(lái)越高。例如用生物可降解的、不含芳香烴的聚烯烴合成類物質(zhì)代替礦物油作為切削油的基礎(chǔ)油，用鎢酸鹽、鉬酸鹽代替水基切削液中的具有毒性的防 添加劑的方法逐漸得到推廣。
追求加工效率和生產(chǎn)質(zhì)量是工業(yè)永恒的主題，性能卓越、穩(wěn)定，使用周期長(zhǎng)而持久的切削液產(chǎn)品也逐漸受到市場(chǎng)青睞。雖然這類產(chǎn)質(zhì)量高價(jià)貴，但市場(chǎng)用戶也慢慢習(xí)慣對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行綜合核算，以此去衡量切削液產(chǎn)品的性價(jià)比。
隨著加工分類越來(lái)越細(xì)，切削液也有非標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)。例如針對(duì)高速磨削，有的企業(yè)研發(fā)出了高性能磨削油，從而改變了以往用切削液代替磨削油的操作方式。
除此之外，還有將液態(tài)氮作為切削液、選擇適當(dāng)用量的切削液以達(dá)到最佳切削效果、干切削等新技術(shù)，這 不再一一詳述。就整體趨勢(shì)而言，新興切削技術(shù)將以追求高效率、高性能、低污染和低能耗為目標(biāo)，引領(lǐng)切削液工藝技術(shù)不斷向前發(fā)展。