在金屬切削過程中,為提高切削效率,提高工件的精度和降低工件表面粗糙度,延長刀具使用壽命,達到最佳的經濟效果,就必須減少刀在金屬切削過程中,就必須減少刀具與工件、刀具與切屑之間磨擦,及時帶走切削區內因材料變形而產生的熱量。要達到這些目的,一方面是通過開發高硬度耐高溫的刀具材料和改進刀具的幾何形狀,如隨著碳素鋼、高速鋼硬質合金及陶瓷等刀具材料的相繼問世以及使用轉位刀具等,使金屬切削的加工率得到迅速提高;另一方面采用性能優良的切(磨)削液往往可以明顯提高切削效率,降低工件表面粗糙度,延長刀具使用壽命,取得良好和經濟效益切削液作用有如下幾方面:

1)防銹作用
在切削加工過程中,工件如果與水和切削液分解或氧化變質所產生的腐蝕介質接觸,如與硫、二氧化硫、氯離子、酸、硫化氫、堿等接觸就會受到腐蝕,機床與切削液接觸的部位也會因此而產生腐蝕,在工件加工后或工序間存放期間,如果切削液沒有一定的防銹能力,工件會受到空氣中的水分及腐蝕介質的侵蝕而產生化學腐蝕和電化學腐蝕,造成工件生銹,因此,要求切削液必須具有較好的防銹性能,這是切削液最基本的性能之一。鈦合金切削油、不銹鋼切削油、深孔鉆切削油、沖壓拉伸油一般都具備一定有防銹能力,如果工序間存放周期不長,可以不加防銹添加劑,因為在切削油中加入石油磺酸鋇等防銹添加劑會使切削油的抗磨性能下降。
2)冷卻作用
冷卻作用是依靠切削液的對流換熱和汽化把切削熱從固體(刀具、工件和切屑)帶走,降低切削區的溫度,減少工件變形,保持刀具硬度和尺寸。
冷卻作用的好壞還與泡沫有關,由于泡沫內部是空氣,空氣的導熱性差,泡沫多的切削液冷卻效果會降低,所以一般含表面活性劑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,離子型水基切削液能通過離子的反應,迅速消除切削和磨削時由于強烈磨擦所產生的靜電荷,合工件不產生高熱,起到良好的冷卻效果,這類離子型切削液已廣泛用作高速磨削和強力磨削的冷卻潤滑液。油性添加劑的作用只限于溫度較低的狀況,當溫度超過200℃,油性劑的吸附層受到破壞而失去潤滑作用,所以一般低速、精密切削使用含有油性添加劑的切削液,而在高速、重切削的場合,應使用含有極壓添加劑的切削液。所謂極壓添加劑是一些含有硫、磷、氯元素的化合物,這些化合物在高溫下與金屬起化反應,生成硫化鐵、磷化鐵、氯化鐵等,具有低剪切強度的物質,從而降低了切削阻力,減少了刀具與工件、刀具與切屑的摩擦,使切削過程易于進行。含有極壓添加劑的切削液還可以抑制積屑瘤的生成,改善工件表面粗糙度。
3)潤滑作用
在切削加工中,刀具與切削、刀具與工件表面之間產生磨擦,切削液就是減輕這種磨擦的潤滑劑。刀具方面,由于刀具在切削過程中帶有后角,它與被加工材料接觸部分比前刀面少接觸壓力也低,因此,后刀面的摩擦潤滑狀態接近于邊界潤滑狀態,一般使用吸附性強的物質,如油性劑和抗剪強度降低的極壓劑,能有效地減少摩擦。切削液的潤滑作用,一般油基切削液比水基切削液優越,含油性、極壓添加劑的油基切削液效果更好。油性添加劑一般是帶有極壓性基等的長鏈有機化合物,如高級脂肪酸、高級醇、動植物油脂等。油基添加劑是通過極性基吸附在金屬的表面上形成一層潤滑膜,減少刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦,從而達到減少切削阻力,延長刀具壽命,降低工件表面粗糙度的目的。
此外,不銹鋼切削油、深孔鉆切削油、沖壓拉伸油等切削油除上述的潤滑效果外,最近研究認為,切削可以直接滲入到金屬表面的微小裂紋中,改變了被加工材料的物理性質,從而降低切削阻力,使切削過程容易進行。
