切削液

切削液,有时也被称为切削油、切削液、冷卻液或潤滑劑,是一種在機械加工中用于冷却润滑工件与刀具的专用液体。切削液可能是、油水乳化液、膏劑、凝膠、气溶胶、空气、石油餾出物、動物脂肪、植物油、水或其他材料。

薄壁鋁銑銑刀上使用水基切削液。

大多數金屬在加工過程中可因使用切削液而受益,此與工件材料有關,亦有例外情況,例如加工鑄鐵和黃銅時,由於切屑多呈短屑狀,與切削液混合後反而容易堵塞退屑通道,令切削效能下降。

良好的切削液的應具備的性能:

  • 熱焓量大,足以吸収刀具及工件的熱量,以保持工作環境的溫度穩定(特別是精密工件)。
  • 提高工件及刀具間之潤滑性,減少刀具磨損、切屑焊接、及延長刀具壽命。
  • 無生化危險(毒性、細菌、真菌)和對環境安全。
  • 防止機械和刀具生鏽。

功能编辑

冷卻编辑

切割金屬工件的过程中,刀具与工件摩擦生热,而工件周围的空气導熱性差,因此热量会积聚在工件上,导致工件變形。在通常的維護工作或个人愛好者进行的低强度作业中,环境周围的空气足以冷却工件。生產工作需要長時間的高强度作业,使用冷却液可以更迅速、充分地冷却工件,从而避免暫停生產并等待工件自然冷却。

工具或工件表面溫度過高也會破壞兩者的回火,軟化到無用或失效;再者,燃燒相鄰材料,也會產生不需要的熱膨脹或導致不希望有的化學反應,例如氧化。使用冷却液均可減低或避免這些不利因素的發生。

潤滑编辑

除了冷卻之外,切削液還通過潤滑刀具切削刃和芯片之間的界面來幫助切削加工。使用液态切削液還可以加速切割並減少摩擦和刀具磨損。通過降低在該界面處的摩擦來防止過熱。這種潤滑也有助於防止芯片焊接到工具上,這將干擾隨後的切割。

有時往往添加極壓添加劑(EP, Extreme Pressure)的切削液,以進一步減少刀具磨損。

安全議題编辑

切削液能引起操作工的职业疾病。常見的發生因素有:

  • 切削液溅到皮肤上
  • 加工车间的油雾浓度过高
  • 锋利的切屑扎入手指
  • 受到污染的衣物

切削液本身所包括的化學毒性或物理刺激性有:

  1. 液體本身的刺激性
  2. 在液體混雜的金屬顆粒(從切屑而來)
  3. 在切削液中滋生的細菌或真菌
  4. 用以抑制細菌或真菌的添加劑
  5. 添加於機器和模具保護的腐蝕抑制劑

儘管毒性或刺激性的為害程度通常不高,但它有時足以引起皮膚、呼吸道或消化道的組織問題(例如口、喉、食管、氣管或肺)。因上述情況可能引發接觸性皮炎、職業性痤瘡、氣管炎、食管炎、支氣管炎、哮喘、過敏症、過敏性肺炎等症狀,若作業員原本即有呼吸道問題,將會更形惡化。

要安全的使用切削液,工廠宜為員工健康着想,選用環保型的切削液,並配備油霧收集器,保持車間通風。員工操機作業時應使用專業的勞保用品如防化袖套、p95口罩、線手套等,並勤洗手、換衣以维持最佳個人衛生。

由於切削液(特別是溶水油)含充足的水份及油脂,有利厭氧細菌的繁殖,常見的“星期一早上氣味”(由於從週五到週一停工,切削液缺乏流動曝氧),就是切削液需要更換的跡象。有時會添加防腐劑殺滅細菌,但這種方法必須權衡防腐劑是否會傷害工人的健康或環境,影響切削加工性能。盡可能保持切削液低溫是減緩微生物的生長有效方法。

分類编辑

  • 水溶性(冷卻為主)
    • 溶液型
    • 乳化型:俗稱太古油又稱溶水油,與水混合可以產生穩定性佳的不透明白色乳化液,以礦物油或活性劑為主,最常用的切削液。
  • 非水溶性(潤滑為主)

相關條目编辑

參考编辑

  • 《切削刀具學》,李阿卻編著,全華圖書公司,P35頁~P39頁,民國73年。
  • 《銑床工作法》,蘇春雄、沈金旺編著,全國圖書公司,P744頁~P45頁,民國74年。
  • 《機工學》,張甘棠著,一文出版社,P294頁~P295頁,民國82年。
  • 《實用機工學》,蔡德藏編著,正工出版社,P112頁~P117頁,民國78年。
  • 《金屬切削原理》,趙芝眉、湯銘權、蔡在亶編著,科技圖書公司,P210頁~P219頁,民國78年。
  • 《銑床加工問題與對策》,林維新編譯,機械技術出版社,P94頁~P98頁,民國75年。