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,就知道澆水可以提率和質量。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(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應用。到1860年經(jīng)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(xiàn),也標志著切削液開始較大規(guī)模的應用。
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(chǎn)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。
硫含量
切削油中硫來自兩個方面。一個是加入的含硫極壓劑,另一個是來自其他沒有極壓作用的含硫化合物,如基礎油中原有的天然硫化物以及防銹劑、抗氧劑等。有效的硫只需很低含量(0.1%)即可產(chǎn)生明顯的極壓效果。含硫極壓劑對抑制積屑瘤特別有效,沒有簡單的方法能分別測出有極壓性的硫和沒有極壓性的硫。所以很難僅僅依據(jù)其硫含量(特別是硫含量不高時)判斷其極壓性如何。不過多數(shù)切削液制造廠家在其產(chǎn)品說明書中都標明加入的極壓劑硫含量。
油基切削液的潤滑性能較好,冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比潤滑性能相對較差,冷卻效果較好。慢速切削要求切削液的潤滑性要強,一般來說,切削速度低于30m/min時使用切削油。
含有極壓添加劑的切削油,不論對任何材料的切削加工,當切削速度不超過60m/min時都是有效的。在高速切削時,由于發(fā)熱量大,油基切削液的傳熱效果差,會使切削區(qū)的溫度過高,導致切削油產(chǎn)生煙霧、起火等現(xiàn)象,并且由于工件溫度過高產(chǎn)生熱變形,影響工件加工精度,故多用水基切削液。