在不銹鋼加工作業(yè)中，不銹鋼切削油基本上可區(qū)分為油性不銹鋼切削油、水溶性不銹鋼切削油、合成不銹鋼切削液三大類。今天和大家說一說油性不銹鋼切削油的重要特征及潤(rùn)滑過程原理。

油性切削油一般多以低粘度礦物油為基質(zhì)，再與其它添加劑混合制成，使用時(shí)不需要再稀釋。 礦物油有許多不同的種類，而其特性也有所不同。有些適合做切削油，有些則不適合，中東的油和委內(nèi)瑞拉的油不相同，即使同一區(qū)域不同油井所生產(chǎn)的油也不盡相同。透過種種煉制過程，在一定程度內(nèi)，可以改變油品的特性。但基本上，油的某些特性是難以改變的，也就是說在添加劑加入前，我們要在不同的基礎(chǔ)油中，做一個(gè)正確的選擇。

礦物油是由多種碳?xì)浠衔锏幕旌?，因?yàn)樘兼溄訕?gòu)的不同，而有石蠟基、環(huán)烷基及芳香烴基等幾類不同的成份類別。其中以石蠟基油比例較高，含芳香烴較少的基礎(chǔ)油用來制造切削油較佳。這種成份的油品，可以用特殊溶劑煉制技術(shù)得到，同時(shí)也具有高黏度指數(shù)的特性。這種油品在高溫下，黏度較穩(wěn)定。高黏度指數(shù)油品因?yàn)榫哂邢铝刑匦?，所以較佳。

不易氧化，使用壽命較長(zhǎng)。對(duì)溫度變化影響較小，在高溫下（如刀具前端）薄膜強(qiáng)度較佳。對(duì)皮膚較無害（在高黏度指數(shù)油品煉制過程中，可將一些有致癌因子的芳香烴結(jié)構(gòu)除去）。機(jī)械的橡膠部分較不易損害。油性切削油的重要特性如下：

1. 黏度

黏度是油品維持本身稠度的能力，在油性切削油中扮演重要角色。低黏度油較稀薄，有較好的滲透力及濕潤(rùn)力，如果選擇適當(dāng)?shù)奶砑觿?，可使油更快速的到達(dá)切削區(qū)。并且因?yàn)橄”?，其冷卻、清洗能力均較佳。高黏度油較稠密，分子較大，有較佳的潤(rùn)滑性及較大的金屬表面隔離能力，但是流動(dòng)性及冷卻性不如低黏度油。

2. 潤(rùn)滑

金屬在切削時(shí)，隨著工件材料的不同和切削速度的不同，會(huì)產(chǎn)生不同的熱量和壓力，潤(rùn)滑作用主要是牽涉到刀具面在滑動(dòng)區(qū)間的潤(rùn)滑，潤(rùn)滑過程包含三種基本機(jī)械理論：

a. 液動(dòng)潤(rùn)滑

（物理上分離）液動(dòng)潤(rùn)滑是潤(rùn)滑油介于刀具面和工作面之間作物理分離，并無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。黏度較高或較稠的油具有較大的分子，因此有較佳的分離效果。在刀具滑動(dòng)區(qū)間有較大負(fù)荷及壓力時(shí)，礦物油的黏度會(huì)升高，因此改進(jìn)了它的潤(rùn)滑性，這種特性稱為「彈性液動(dòng)潤(rùn)滑」。但是在滑動(dòng)區(qū)間內(nèi)，刀具與工作件在加工時(shí)所產(chǎn)生的壓力過高時(shí)仍會(huì)將油擠出，因此以具有物理上分離特性的純礦物油作為潤(rùn)滑油使用，并非十分有效的方法。單靠礦物油潤(rùn)滑只能從事一般金屬之輕負(fù)荷加工，如果要用于硬性金屬（不銹鋼、合金鋼等）加工，則需另外加添加劑。

b. 邊際潤(rùn)滑

在邊際潤(rùn)滑中，將極性物質(zhì)加入礦物油中，會(huì)在工件面和刀具面形成有化學(xué)鍵結(jié)的有機(jī)薄膜。這種薄膜會(huì)黏附在金屬表面，因此耐磨性比單純以油分子隔離工件及刀具的效果更好。脂類物質(zhì)早已用為礦物油添加劑，用來制成可產(chǎn)生合適有機(jī)薄膜的潤(rùn)滑油，脂類對(duì)改進(jìn)切削有極顯著的效果，這有助于刀具壽命的延長(zhǎng)。常用的脂類添加劑有油酸脂、硬脂酸脂、菜籽油和它們的衍生物，目前亦有為數(shù)眾多的合成脂類被使用。天然脂類、脂酸類和它們的衍生物能與金屬表面形成單一分子薄膜，這種碳?xì)滏I薄膜會(huì)形成金屬外表皮（如圖表４９所示），這種膜是由金屬與脂類反應(yīng)所產(chǎn)生，稱為「肥皂金屬」。脂類添加劑會(huì)產(chǎn)生有機(jī)膜，它可以避免金屬的直接接觸，直到溫度升高至薄膜的熔點(diǎn)之前都有保護(hù)效果。其溫度約在100℃～200℃，例如在易削鋼和銅合金等原料的低負(fù)荷加工時(shí)就會(huì)達(dá)到此溫度。使用在更高壓、高溫度的加工時(shí)，則需加入極壓添加劑。

c. 極壓潤(rùn)滑

在大多數(shù)的切削加工中，刀具前端溫度高于邊際潤(rùn)滑溫度的范圍，因此需要使用能產(chǎn)生較高熔點(diǎn)薄膜的添加劑。這種添加劑為無機(jī)物，氯及硫是二種較常用的元素。當(dāng)使用氯、硫添加劑時(shí)，添加劑與金屬表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成一層低摩擦力的金屬衍生物薄膜。它具有類似干式潤(rùn)滑的效果，可以防止金屬表面的磨損及熔合，氯膜可耐600℃，而硫膜可耐1000℃。氯、硫?yàn)闃O壓添加劑，氯以氯化礦物油型態(tài)加入。硫可以許多型態(tài)加入切削油中，一般以硫化脂最普遍。

硫化脂如討論它與銅反應(yīng)情形，可區(qū)分為「活性硫」和「非活性硫」二種，活性硫會(huì)造成銅銹，非活性硫因?yàn)榱蚺c脂結(jié)合物化學(xué)安定性高，所以和銅不反應(yīng)。硫

經(jīng)過實(shí)地觀察得知，如果將硫和氯二者加入切削油中，比個(gè)別只加入一種的效果好。確實(shí)的原因并不十分了解，可能的解釋是硫可將加工溫度降低至某個(gè)程度，在那溫度下氯的效果極顯著；亦可能是混合型態(tài)的硫／氯所形成的薄膜較強(qiáng)，故而有較佳的潤(rùn)滑性。

切削油中的硫及氯在切削區(qū)之前，亦可能以滲透方式進(jìn)入金屬結(jié)構(gòu)中，因此降低了金屬?gòu)?qiáng)度，使切削加工易于進(jìn)行。

304不銹鋼切削油潤(rùn)滑不銹鋼切削油