文/罗百辉  深圳市模具技术学会专家委员

　　编者按:金属加工液的使用是模具制造中至关重要的一环，对于提高机床性能、保证模具成品质量来说是一个关键步骤。不同的机械加工方式对金属加工液的功能需求不同。在模具企业纷纷进行产品升级、社会呼吁能源节约、绿色制造的今天，如何在金属加工液最基本的润滑、冷却、排屑、防锈等基础功能上更进一步，推动实现更加环保高效的模具制造方式，已经成了摆在众多专业润滑油厂商面前的重要课题。

　　关键词:金属加工液 润滑油 切削液 模具制造 绿色制造

　　一、金属加工液在模具制造领域的应用现状

　　金属机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、拉拔、冲压、挤压等。一般习惯地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液，而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体。金属加工液则是泛指上述两类加工、作业用润滑剂。

　　据统计，中国金属加工油液占总润滑油量5％以上，而且从以油基为主，逐步向水基发展。由于航空铝材在模具加工业的应用推广，铝加工油品种和产量呈上升趋势。在金属切削加工中使用切削液冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%，在国内金属加工液中，切削液一直占有较大比例，大约占50％左右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类，或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。ISO于1986年通过IS06743/7，按油基、水基将加工液分为 MH和 MA两大类，又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类，共17类，该标准将目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准，制定了 GB7631.5。

　　近年来，金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域。由于这类液体以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，且可减少油雾，因此水基切削液的用量增大。目前，水基切削液在整个中国切削液市场中约占60%，但是水基切削液与油相比存在着润滑性差，其次是锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”至关重要，合理选择、应用、监控和维护，对使用水基切削液特别重要。根据我国目前市场情况，切削液的主要成分有切削油、溶解油、乳化液、合成液体、化学溶液，以切削油的润滑性{zh0}。化学溶液是不含矿物油的水溶液，使用前用水稀释，有良好的冲洗、冷却效果，并应能防止接触区域的锈蚀，这类液体主要用于研磨加工，功能在于清洗和冷却，没有润滑性。模具加工过程中，刀具的作用是在主剪切区域把加工材料用强剪切力切除剥落。刀具的推进面和暴露的新鲜金属面之间，由于强烈的附着作用使推进面受到高的应力。因切割剥落的屑要移过刀具推进面，从而形成了第二剪切区域。在第二剪切区域产生的剪切作用使刀具受到{zd0}摩擦力。润滑和冷却作用在此时同样重要。但属于金属去除的机械加工种类很多，又各有其独特的工况。随着模具工业技术的不断发展和进步，新材料、新工艺不断涌现，在模具加工过程中选择合适的切削液对于保证产品加工质量，提高加工效率，减少环境污染都是至关重要的。一般认为，在低速重负荷切削加工(螺纹切削、扩孔和齿面切削)时，需要充分的润滑，通常选用极压切削油剂，切削润滑剂的主要任务是缩小推进面与屑的粘结，作为边界润滑剂。在高速浅层切削加工时，冷却是首要的，一般选用水基切削液，水基切削液的主要作用是降低摩擦热，带走热量。那些切削液难以到达剪切区域的加工作业，给润滑、冷却造成很大的困难。通常对扩孔、齿轮切削(特别是滚齿)、深孔钻和镗孔、攻丝(特别是盲孔)、深套孔、车螺纹加工要精心选择适用的切削液。