随着机械工业整体技术的发展，机床切削速度更快，切削负荷更大，切削温度更高，同时不断有新工艺出现来适应新材料的加工，这都需要新型的高性能切削液满足加工要求;同时根据劳动卫生和环境保护的要求，切削液中应尽量不含有危害人体健康和生态环境的物质。因此水基切削液的使用范围越来越广，且已开始从乳化液向性能好、寿命长的合成切削液、微乳化液过渡。 提高切削液的性能、延长使用寿命，可大幅减少切削液的废液排放量，切削液的使用管理是现代机械加工行业一项重要内容。

工人在金属加工车间工作，频繁接触到金属加工液。市场上很多的切削液成分对人体皮肤的刺激严重，造成手部皮肤发红，瘙痒，接触性皮炎和蜕皮。长期的接触到有毒性成分的切削液，有毒物质从人体的皮肤吸收，导致慢性中毒。故在使用金属切削液时企业应选用安全环保、无毒和高性能的切削液。同时在生产时配备安防产品，维护员工的身体健康。

切削液浓度管理是水溶性金属加工液管理中基本且重要的事项。水溶性金属加工液的使用浓度范围一般在1～10%之间，随着浓度的不同，其性状、性能将会产生非常大的差异。

油剂厂家在设计配方时会考虑到各种加工方法、被加工材质、要求精度等方面的要求，其使用浓度也是在设计配方时已考虑。在实际使用时如果偏离设计浓度，就无法获得期望的性能：使用浓度低于推荐浓度，则会产生润滑性、防锈性等性能不足，同时也容易产生fu败，而腐bai又会再次导致性能的恶化和恶臭的发生，必须得添加添加剂来改善使用性能，从而导致使用成本的上升；如果浓度使用得过高，不仅会产生起泡、皮肤刺激等问题，还会造成很大的浪费。因此，正确地做好水溶性金属加工液的浓度管理在降低使用成本的同时还能大大延长其使用寿命。

为了将水溶性金属加工液维持在一个合适的浓度，必须做到：

①建立有利于浓度管理的体制，保证由专业的管理人员统一配制；

②定期补充与设定浓度相符的原液和稀释水；

③定期对浓度进行监测。

但是通过人工检测，如果现场工作者不能很好的执行定时检测，切削液的合理浓度的就不能保证，具体表现在：

1.人工检测切削液浓度的精度不能保证；

2.人工检测切削液浓度*靠制度去维持；

3.管理者不能得到连续的切削液浓度数据，*靠汇报和自检。

我公司开发生产的CYR-I-350型切削液浓度在线监测系统就很好的解决了此问题。切削液在线浓度计折光仪型切削液浓度在线监测系统利用当前*的光学检测仪器，对切削液浓度进行不间断的检测，系统根据设定的浓度值以及检测到的实际浓度值计算出浓度偏差，通过一定的控制算法，得出控制阀门的开度大小，进而控制乳化油向切削液箱的供油流量。通过控制乳化油的进油量，使乳化油的流量和清水流量之比达到某一范围，即可保证切削液浓度值达到设定要求。

切削液在线浓度计折光仪的优点：

1、能实现切削液浓度的实时测控；可以避免人工测量不及时导致浓度出现偏高或偏低的情况。可以通过设置切削液浓度的上下限报警的方式，提醒现场人员及时处理或自动调配。

2、采用切削液在线监测系统后，能降低人工的劳动强度。或减少测试人员而到达降低人工成本支出的目的。

3、杜绝人为的切削液浓度失调，且能实现切削液浓度自动配比；对于提高产品品质，提升工作效率有显著的效果。

4、能实现调度和管理部门对设备运行的有力监管；通过以太网组网的方式，所有机台的浓度数据可以传输到管理者电脑，为管理者决策提供参考。

5、实现设备的高效运行和保护。浓度管理作为一个数据节点，可以并入今后的智能工厂。

6、采用切削液浓度在线检测系统后，机台每年切削液的使用量、由于浓度管理不当造成的刀具磨损等方面的费用将大幅降低。

在线切削油浓度检测仪参数：

产品型号：CYR-C-350

测量范围 BRIX：0.0 至 35.0%

分 辨 率 BRIX：0.01% 温度：0.1°C

测量精度 BRIX：±0.1% 温度 ±0.2°C

测量温度 0 至 70°C

温度补偿 5 至 60°C

环境温度 0 至 40°C

输入电源 DC 24V

关键材质 触液面材质：316L 蓝宝石棱镜；传感器外壳：铝

信号输出 DC4 至 20mA；RS-485

防护等级 IP65

最高压力<1MPa

尺寸重量 ￠109X77/1.15KG

一． 切削液的作用

在金属切削过程中， 为提高切削效率， 提高工件的精度和降低工件表面粗糙度， 延长刀具使用寿

命， 达到最佳的经济效果， 就必须减少刀具与工件、 刀具与切屑之间磨擦， 及时带走切削区内因

材料变形而产生的热量。 要达到这些目的， 一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀

具的几何形状,如随着碳素钢、 高速钢硬质合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具

等， 使金属切削的加工率得到迅速提高； 另一方面采用性能优良的切（磨） 削液往往可以明显提

高切削效率， 降低工件表面粗糙度， 延长刀具使用寿命， 取得良好和经济效益切削液作用有如下

几方面：

１ ． 冷却作用

冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、 工件和切屑） 带走， 降低

切削区的温度， 减少工件变形， 保持刀具硬度和尺寸。

切削液的冷却作用取决于它的热参数值， 特别是比热容和热导率。 此外， 液体的流动条件和热交

换系数也起重要作用， 热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热大小来提高。 水具有较高

的比热容和大的导热率， 所以水基的切削性能要比油基切削液好。

改变液体的流动条件， 如提高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果， 特别对于对于

冷却效果差的油基切削液， 加大切削液的供液压力和加大流量， 可有较提高冷却性能。 在枪钻深

孔和高速滚齿加工中就采用这个办法。 采用喷雾冷却， 使液体易于汽化， 也可明显提高冷却效果。

切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响， 渗透性能好的切削液， 对刀刃的冷却速度快， 切

削液的渗透性能与切削液的粘度和浸润性有关。 低粘度液体比高粘度液体渗透性能要好， 油基切

削液的渗透性能比水基切削液渗透性能要强， 含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有

所提高。 切削液的浸润性能与切削液的表面张力有关， 当液体表面张力大时， 液体在固体的表面

向周围扩张聚集成液滴， 这种液体的渗透性能就差； 当液体表面张力小时， 液体在固体表面向周

围扩展， 固体－液体－气体的接触角很小， 甚至为零， 此时液体的渗透性能就好， 液体能迅速扩

展到刀具与工件， 刀具与切屑接触的缝隙中， 便可加强冷却效果。

冷却作用的好坏还与泡沫有关， 由于泡沫内部是空气， 空气的导热性差， 泡沫多的切削液冷

却效果会降低， 所以一般含表面活性剂的合成切削液都加入了少量的乳化硅油， 起到消泡作用。

近年的研究表明， 离子型水基切削液能通过离子的反应， 迅速消除切削和磨削时由于强烈磨擦所

产生的静电荷， 合工件不产生高热， 起到良好的冷却效果， 这类离子型切削液已广泛用作高速磨

削和强力磨削的冷却润滑液。

２ ． 润滑作用

在切削加工中， 刀具与切削、 刀具与工件表面之间产生磨擦， 切削液就是减轻这种磨擦的润

滑剂。 刀具方面， 由于刀具在切削过程中带有后角， 它与被加工材料接触部分比前刀面少接触压

力也低， 因此， 后刀面的摩擦润滑状态接近于边界润滑状态， 一般使用吸附性强的物质， 如油性

剂和抗剪强度降低的极压剂， 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

切削在受到刀具推挤的情况下被迫挤出， 其接触压力大， 切削也因塑性变形而达到高温， 在供给

切削液后， 切削也因受到骤冷而收缩， 使前刀面上的刀与切屑接触长度及切屑与刀具间的金属接

触面积减少， 同时还使平均剪切应力降低， 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， 磨削液渗入磨粒与工件及磨

粒与磨屑之间形成润滑膜， 由于这层润滑膜使得这些界面的摩擦减轻， 防止磨粒切削刃的摩擦磨

损， 工件表面粗糙度降低。 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

压添加剂的油基切削液效果更好。 油性添加剂一般是带有极压性基等的长链有机化合物， 如高级

脂肪酸、 高级醇、 动植物油脂等。 油基添加剂是通过极性基吸附在金属的表面上形成一层润滑膜，

减少刀具与工件、 刀具与切屑之间的摩擦， 从而达到减少切削阻力， 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温度较低的状况， 当温度超过２ ０ ０ ℃， 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添加剂的切削液， 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反应， 生成硫化铁、 磷化铁、 氯化铁等， 具有低剪

切强度的物质， 从而降低了 切削阻力， 减少了刀具与工件、 刀具与切屑的摩擦， 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积屑瘤的生成， 改善工件表面粗糙度。

氯化铁的结晶呈层状结构， 所以剪切强度低。 氯化铁与硫化铁相比， 其熔点低， 在高温下（约

４ ０ ０ ℃） 会失去润滑作用。 磷酸铁介于氯化铁和硫化铁之间， 硫化铁耐高温性能（７ ０ ０ ℃）

最好， 在重负荷切削及难切削材料的加工中一般都使用含有硫极压剂的切削液。 极压添加剂除了

和钢、 铁等黑色金属起化学反应生成具有低剪切强度的润滑膜外， 对铜、 铝等有色金属同样有这

个作用。 不过有色金属的切削一般不宜用活性极压添加剂， 以免对工件造成腐蚀切削液的润滑作

用同样与切削液的渗透性有关， 渗透性能好的切削液， 润滑剂能及时渗入到切屑与刀具界面和刀

具与工件界面， 在切屑、 工件和刀具表面形成润滑膜， 降低摩擦系数， 减少切削阻力。

切削液除上述的润滑效果外， 最近研究认为， 切削可以直接渗入到金属表面的微小裂纹中， 改

变了被加工材料的物理性质， 从而降低切削阻力， 使切削过程容易进行。

３ ． 清洗作用

在金属切削过程中， 切削、 铁粉、 磨屑、 油污等物易粘附在工件表面和刀具、 砂轮上， 影响切

削效果， 同时使工件和机床变脏， 不易清洗所以切削液必须有良好的清洗作用， 对于油基切削液，

粘度越低， 清洗能力越强， 特别是含有柴油、 煤油等轻组份的切削液， 渗透和清洗性能就更好。

含有表面活性剂的水基切削液， 清洗效果较好表面活性剂一方面能吸附各种粒子、 油泥， 并在工

件表面形成一层吸附膜， 阻止粒子和油泥粘附在工件、 刀具和砂轮上， 另一方面能渗入到粒子和

油污粘附的界面上把粒子和油污从界面上分离， 随切削液带走， 从而起到清洗作用。 切削液的清

洗作用还应表现在对切屑、 磨悄、 铁粉、 油污等有良好的分离和沉降作用。 循环使用的切削液在

回流到冷却槽后能迅速使切屑、 铁粉、 磨屑、 微粒等沉降于容器的底部油污等物悬浮于液面上，

这样便可保证切削液反复使用后仍能保持清洁， 保证加工质量和延长使用周期。

４ ． 防锈作用

在切削加工过程中， 工件如果与水和切削液分解或氧化变质所产生的腐蚀介质接触， 如与硫、 二

氧化硫、 氯离子、 酸、 硫化氢、 碱等接触就会受到腐蚀， 机床与切削液接触的部位也会因此而产

生腐蚀， 在工件加工后或工序间存放期间， 如果切削液没有一定的防锈能力， 工件会受到空气中

的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学腐蚀和电化学腐蚀， 造成工件生锈， 因此， 要求切削液必须

具有较好的防锈性能， 这是切削液最基本的性能之一。 切削油一般都具备一定有防锈能力， 如果

工序间存放周期不长， 可以不加防锈添加剂， 因为在切削油中加入石油磺酸钡等防锈添加剂会使

切削油的抗磨性能下降。