切削液(cutting fluid, coolant)是一種用在金屬切削、磨加工過程中,用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體,切削液由多種功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配合而成,同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點(diǎn)??朔藗鹘y(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病,對(duì)車床漆也無不良影響,適用于黑色金屬的切削及磨加工,屬當(dāng)前的磨削產(chǎn)品。 切削液各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于皂化油,它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點(diǎn),并且具備、無味、對(duì)人體無侵蝕、對(duì)設(shè)備不腐蝕、對(duì)環(huán)境不污染等特點(diǎn)。
19世紀(jì)80年代,美國科學(xué)家就已首先進(jìn)行了切削液的評(píng)價(jià)工作。 F·W·Taylor發(fā)現(xiàn)并闡明了使用泵供給碳酸鈉水溶液可使切削速度提高30%~40%的現(xiàn)象和機(jī)理。針對(duì)當(dāng)時(shí)使用的刀具材料是碳素工具鋼,切削液的主要作用是冷卻,故提出“冷卻劑”一詞。從那時(shí)起,人們把切削液稱為冷卻潤滑液。
氯含量
切削油中氯主要來自含氯的極壓劑。氯需要在較高含量(大于1%)時(shí),方可顯現(xiàn)出有效的極壓作用。如果氯含量不足1%,可以認(rèn)為它不是為了提高潤滑性。一般含氯極壓切削油其氯含量都在4%以上,時(shí)可達(dá)30%~40%。但出于職業(yè)衛(wèi)生及環(huán)保方面的考慮,有些國家已對(duì)切削油中氯的含量做了規(guī)定,如日本的JIS規(guī)定氯含量不得超過15%。氯對(duì)不銹鋼的加工以及在拉拔成型加工中都非常有效。其缺點(diǎn)是不夠穩(wěn)定,遇水或溫度過高時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生HCl引起腐蝕、生銹。
硅烷處理劑
水溶液中通常以水解的形式存在:硅烷水解后通過其SiOH基團(tuán)與金屬表面的MeOH基(M表示金屬)的縮水反應(yīng)而快速吸附于金屬表面;一方面硅烷在金屬界面上形成Si-O-Me共價(jià)鍵。
Si(OR)3+H2O----------Si(OH)+3ROH (1)
Si(OH)+MOH-----------SiOM+ H2O (2)
一般來說,共價(jià)鍵問的作用力可達(dá)70010,硅烷與金屬之間的結(jié)合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通過SiOH基團(tuán)之間的縮聚反應(yīng)在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜。該硅烷膜在烘干過程中和后道的電泳漆或噴粉通過交聯(lián)反應(yīng)結(jié)合在一起,形成牢固的化學(xué)鍵。這樣,基材、硅烷和油漆之間可以通過化學(xué)鍵形成穩(wěn)固的膜層結(jié)構(gòu)。