(2)表面活性剂的种类：表面活性剂的种类和牌号很多，但按 其性质和分子结构，大体可分为四类：阴离子型、阳离子型、 两性离子型和非离子型。在配制乳化液时，应用最广泛的是阴 离子型和非离子型的表面活性剂。 阴离子型表面活性剂的特点是乳化性能好，并有一定的清洗 和润滑性能，有的还有—定的防锈性能，但抗硬水能力差，易 起泡沫。 非离子型表面活性剂在乳化液和水溶液中不产生离子，所以 不怕硬水，也不受ph值(酸碱值的大小)的限制，而且分子中的 亲水、亲油基可根据需要加以调节。 (3)乳化稳定剂：乳化液中加入稳定剂的作用有两个方面：一 是使乳化油中的皂类借稳定剂的加溶作用与其他添加剂充分互 溶，以改善乳化油及乳化液的稳定性；二是扩大表面活性剂的 乳化范围，提高稳定性。但是，在使用乳化稳定剂低分子醇时， 应特别注意，因它同时又是破乳剂，如用量过大会造成油水分 层。
第四节 切削液的选择和使用 使用方法
1.浇注法：速度慢，压力低，难到最高温度区。
浇注后刀面比浇注前刀面效果更好很多。
2.高压冷却法：比如用于深孔加工中。 3.喷雾冷却法：雾化装置，切削液雾化，小液滴 迅速汽化。
切削液的性能要求： 1.热容量大，导热性好，具有较好的冷却作用。 2.具有较高的油性或在金属表面的吸附作用。能 使形成的吸附薄膜具有较高的强度，牢固的吸 附在金属表面，起到良好的润滑作用。 3.防锈性好，对金属不起腐蚀作用，不会因腐蚀 而损坏机床和工件的精度及表面粗糙度。 4.表面张力低，易于均匀扩散，有利于冷却和洗 涤作用并具有较好的润滑性。
切削液的润滑作用，只是在切屑、工件与刀具界面 间存在油膜形成流体润滑摩擦时，才能得到比较好 的效果。 但在很多情况下，当切屑、工件与刀具界面间承受 的载荷增加，温度升高，油膜的厚度便要减薄。如 载荷与温度继续增加，则油膜厚度进一步减薄，一 直到相当于金属表面的凹凸不平度时，流体油膜便 部分地被破坏，而由凸起的金属峰尖直接接触，起 不到良好的流体润滑作用。 但是由于润滑液的渗透和吸附作用(见下一页PPT)， 部分接触面仍存在着润滑液的吸附膜，起到减小摩 擦系数的作用，这种状态就称之为边界润滑摩擦。 边界润滑时的摩擦系数值大于流体润滑，但小于干 切削。 在金属切削加工中，大多属于边界润滑。
切削液渗入的途径
见课本图8－1 1.前后刀面的毛细管现象 2.切屑和前刀面相对运动产生泵吸现象滑、高温 边界润滑、高压边界润滑和高温高压边界润 滑四种。 一般的切削油在200℃左右即失去其润滑能力， 因此只适用于低温低压边界润滑摩擦。 而在某些切削条件下，切屑、刀具界面间可 达到600—1000℃左右的高温和1.5— 2.0GPa(150—200kgf／mm2)的高压，这就 形成了高温高压边界润滑，或称极压润滑。
乳化液长期使用以后，容易变质发臭，这是由于细菌繁殖的结果。只要加入 万分之几的防霉添加剂，即可起到杀菌和抑制细菌繁殖的效果。但防霉添加 剂会引起操作者皮肤起红斑、发痒等，所以一般不用。
4.抗泡沫添加剂 切削液中一般都加入防锈添加剂、乳化剂等表 面活性剂，这些物质增加了混入空气而形成泡 沫的可能性。如果泡沫过多，会降低切削液的 效果。若加入百万分之几的抗泡沫添加剂(如 二甲基硅油)，可以有效地防止形成泡沫。在 高速强力磨削时，由于会产生比较多的泡沫， 所以必须在磨削液中添加适量的抗泡沫剂，并 作消泡试验。
2.润滑作用：能减少切削刀具与工件间摩 擦。 润滑液能浸润到刀具与工件及其切屑之间，减 少摩擦和粘结，降低切削阻力，保证切削质量， 延长刀具寿命。 金属切削时切屑、工件与刀具间的摩擦可分为 干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类。 真正的干摩擦只发生在绝对清洁的摩擦表面间， 这时摩擦系数很大。如在真空中两金属表面间 的摩擦系数可达10—100
2.防锈添加剂
为了使机床、刀具、工件不受腐蚀，要在切削液中加入防 锈添加剂。它是一种极性很强的化合物，与金属表面有很 强的附着力，在金属表面上优先吸附形成保护膜，或与金 属表面化合形成钝化膜，保护金属表面不与腐蚀介质接触， 因而起到防锈作用。常用的防锈添加剂，可分为水溶性和 油溶性两大类： 1）水溶性防锈添加剂：水溶性防锈添加剂的品种很多，其中以亚硝酸钠在
(1)含硫的极压添加剂：
在切削液中引入硫元素有两种方式，一是用元素硫直 接硫化的矿物油，叫硫化切削油；二是在矿物油中加 入含硫的添加剂，如硫化动植物油、硫化烯烃和硫、 氯化动植物油等，制成极压切削油。硫化切削油对铜 及铜合金有腐蚀作用，加工时气味大，已逐渐被极压 切削油所代替。含硫的极压切削油在金属切削过程中 和金属起化学反应，生成硫化铁。硫化铁没有像氯化 铁那样的层状结构，比氯化铁摩擦系数大，但熔点高 (硫化铁熔点1193℃，二硫化铁熔点117l℃)，硫化膜 在高温下不易破坏，故切削钢件时，能在1000℃左右 的高温下，仍保持其润滑性能。
在流体润滑中，润滑液的承载能力，随润滑 液的粘度增加而增加。而在边界润滑中，由 于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的 粘度无关，而取决于润滑液中的“油性”。 所谓“油性”，是指在动植物油脂中，包含 着对金属有强烈吸附性的原子团，能在切屑、 工件与刀具界面间形成物理吸附膜，即润滑 膜。
在一般金属的低速精加工（低温低压）切削时，主要 是添加动植物油脂的油性添加剂(或直接采用动植物 油)。（称为物理吸附作用） 但是，大多数难切削金属的加工，属于极压润滑状态， 此时油性添加剂在金属摩擦表面所形成的润滑膜，也 将被高温高压所破坏，这就必须依靠极压添加剂形成 另一种性质的润滑膜。这层润滑膜是极压添加剂在高 温高压下，进入切屑、工件与刀具界面间，和金属发 生化学反应所生成的氯化铁、硫化铁等化学吸附膜， 使边界润滑层具有较好的润滑性。（称为化学吸附作 用） 由上述分析可知：大多数的金属切削过程是在边界润 滑摩擦条件下进行的，采用恰当的能适应这样摩擦状 态的切削液，就有可能改善切削过程的摩擦条件，达 到提高切削效果的目的。
3.洗涤作用：当金属切削中产生碎屑(如切铸铁)或粉 屑(如磨削)时，要求切削液具有良好的清洗作用。 使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工 区，以防它们相互粘结及粘附在工件、刀具和机床 上妨碍加工过程的正常进行。 清洗性能的好坏，与切削浓的渗透性、流动性和使用 的压力有关。为了增强切削液的渗透性、流动性， 往往加入剂量较大的表面活性剂和少量矿物油，用 大的稀释比(水占95％—98％左右)制成乳化液或水 溶液，可以大大提高其清洗效果。为了提高其冲刷 能力，及时冲走碎屑及粉屑，在使用中往往给予一 定的压力，并保持足够的流量。
(3)含磷的极压添加剂：
在切削液中，常用的含磷添加剂是有机磷酸 酯或硫代磷酸锌。这类添加剂有中等的极压性 能，与钢铁接触即被吸附，并起化学反应，生 成磷酸铁化学润滑膜，降低摩擦、减小磨损的 效果比含硫、含氯的极压添加剂更为良好。 为了得到效果较好的切削液，往往在一种切削 液中加入上述的两种或三种添加剂，复合使用， 以便切削液迅速进入高温切削区，形成牢固的 化学润滑膜。
第二节
作用机理
1.冷却作用：在工件切削加工过程中，能及时而迅速的 降低切削区的温度，即降低通常因摩擦引起的温升、 冷却也影响切削效率，切削质量及刀具寿命。 在刀具材料的耐热性较差、工件材料的热膨胀系数较 大以及两者的导热性较差的情况下，切削液的冷却作 用显得更为重要。 切削液冷却性能的好坏，取决于它的导热系数、比热 容、汽化热、汽化速度、流量、流速等。一般地说， 水溶液的冷却性能最好，油类最差，乳化液介于两者 之间而接近于水。 切削液本身的温度对冷却效果影响很大。过高，冷却 差；过小，粘度大，冷却差。
4.防锈作用：应有一定的防锈性能，防止工 件和机床生锈。如提高防锈性能，还可 部分取代工序间防锈。 在气候潮湿地区，对防锈作用的要求显得更 为突出。
第三节
切削液的添加剂
1油性添加剂和极压添加剂
油性添加剂主要应用于低压低温边界润滑状态，它 在金属切削过程中主要起渗透和润滑作用，降低油 与金属的界面张力，使切削油很快渗透到切削区， 在一定的切削温度作用下进一步形成物理吸附膜， 减小前刀面与切屑、后刀面与工件之间的摩擦。 在极压润滑状态下，切削液中必须添加极压添加 剂来维持润滑膜强度。常用的极压添加剂是含硫、 磷、氯、碘等的有机化合物，这些化合物在高温下 与金属表面起化学反应，生成化学吸附膜，它比物 理吸附膜的熔点高得多，可防止极压润滑状态下金 属摩擦界面直接接触，减小摩擦，保持润滑作用。
5. 乳 化 剂（表面活性剂）
乳化剂是使矿物油和水乳化形成稳定乳化液的关键性物质。它 能吸附在油水界面上形成坚固的吸附膜，使油很均匀地分散在水 中，形成稳定的乳化液。 (1)乳化液形成的机理(表面活性剂的作用)：油水本来是互不 相溶的，经过高速搅拌也能形成分散体，但静置后不久还会分离。 若加入表面活性剂后，再加搅拌混合，油就会以微小的颗粒分散 在水中，形成稳定的乳化液，即使静置也难分离。这是因为表面 活性剂是一种有机化合物，它的分子是由极性基团和非极性基团 两个部分组成助。极性基因是亲水的，叫做亲水基团，可溶于水； 非极性基团是亲油的，叫做亲油基团或憎水出由，可溶于油。 加入油和水中的表面活性剂能定向地排列吸附在油水两相界面 上，极性端朝水，非极性端朝油，把油和水连接起来，降低油— 水的界面张力，使油以微小的颗粒稳定地分散在水中，形成稳定 的水包油(0／w)乳化液。这时水为连续相，称为分散介质或外相； 油为不连续相，称为分散相或内相。反之就是油包水(w／o)的乳 化液。在金属切削加工中应用的是水包油(o／w)的乳化液。 表面活性剂在乳化液中，除了起乳化作用外，还能吸附在金属 表面上形成润滑膜，起油性添加剂的润滑作用。
(2)含氯的极压添加剂：
常用的含氯极压添加剂有氯化石蜡(氯含量为40 ％—50％)、氯化脂肪酸或酯类等。氯的化学性 能活泼，在200—300℃时即能与金属表面起化 学反应。氯化物的摩擦系数低于硫化物，故含 氯极压添加剂具有优良的润滑性能，含氯极压 添加剂的切削液约可耐600℃的高温，特别适合 于切削合金钢、高强度钢、钼以及其他难切削 材料。氯化石蜡等有腐蚀性，必须与油溶性防 锈添加剂一起使用。