水溶性切削液对皮肤的影响(切削油的分类与应用详解，新手必看)

Posted 2023-05-30

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水溶性切削液对皮肤的影响(切削油的分类与应用详解，新手必看)

切削油的分类与应用详解，新手必看！

在金属加工作业中，切削油基本上可区分为油性切削油、水溶性切削油、合成切削液三大类。

一、油性切削油油性切削油一般多以低粘度矿物油为基质，再与其它添加剂混合制成，使用时不需要再稀释。矿物油有许多不同的种类，而其特性也有所不同。有些适合做切削油，有些则不适合，中东的油和委内瑞拉的油不相同，即使同一区域不同油井所生产的油也不尽相同。透过种种炼制过程，在一定程度内，可以改变油品的特性。但基本上，油的某些特性是难以改变的，也就是说在添加剂加入前，我们要在不同的基础油中，做一个正确的选择。
矿物油是由多种碳氢化合物的混合，因为碳链接构的不同，而有石蜡基、环烷基及芳香烃基等几类不同的成份类别。其中以石蜡基油比例较高，含芳香烃较少的基础油用来制造切削油较佳。这种成份的油品，可以用特殊溶剂炼制技术得到，同时也具有高黏度指数的特性。这种油品在高温下，黏度较稳定。高黏度指数油品因为具有下列特性，所以较佳。不易氧化，使用寿命较长。对温度变化影响较小，在高温下（如刀具前端）薄膜强度较佳。对皮肤较无害（在高黏度指数油品炼制过程中，可将一些有致癌因子的芳香烃结构除去）。机械的橡胶部分较不易损害。
油性切削油的重要特性如下： （1）黏度黏度是油品维持本身稠度的能力，在油性切削油中扮演重要角色。低黏度油较稀薄，有较好的渗透力及湿润力，如果选择适当的添加剂，可使油更快速的到达切削区。并且因为稀薄，其冷却、清洗能力均较佳。高黏度油较稠密，分子较大，有较佳的润滑性及较大的金属表面隔离能力，但是流动性及冷却性不如低黏度油。（2）润滑金属在切削时，随着工件材料的不同和切削速度的不同，会产生不同的热量和压力，润滑作用主要是牵涉到刀具面在滑动区间的润滑

二、水溶性切削油（又称乳化油）一般水溶性切削油为浓缩液，使用时再依需要比例加水稀释。稀释后的水溶性切削油称之「乳化液」。水溶性切削油的组成为矿物油、乳化剂、防锈添加剂与其它添加剂。矿物油和乳化剂混合，加入水中会发生乳化作用，形成油存于水中的悬浮液，这种溶液称为「乳化液」，矿物油的选用和油性切削油相同，需要含有较少的芳香烃基。
一般使用的乳化剂是脂肪酸皂混合磺化油或非离子性乳化剂，这种组成有较大的污染包容力和极佳的乳化安定性。早期以肥皂当乳化剂，但是它对金属屑和盐类的安定性极差。许多肥皂与矿物油并不相溶，因此要加入一些共溶的溶剂使二者可以互相溶解，这种有溶合二种物质特性的添加剂称为「偶合剂」。传统的偶合剂含有酚基如甲酚、二甲苯酚，但是酚基会产生异味；不当的使用，容易造成皮肤病，所以目前已改用不含酚基的偶合剂，如合成醇等。除此之外水溶性切削油还添加防锈剂、防腐剂和消泡剂。
在显微镜下会发现乳化液并不是溶解液，而是油滴悬浮或分散在水中。每一个油分子表面有一层负电荷，可以防止油滴合并，这种功效维持了水性切削油的安定性。负电荷的形成，以肥皂水为例，肥皂分子是由斥水性碳氢化合物，键结一个亲水性负极，使肥皂分子外形像蝌蚪。斥水性正极（尾部）深入油滴中，亲水性负极（头部）存在于油／水交界面，因为同性电荷相斥，油滴虽然在溶液中游走，但不会接触，因此形成乳化液的安定性乳化液依悬浮油滴大小来加以区分，如果油少、乳化剂多，则油滴较小；如果油多、乳化剂少，则油滴较大。
乳状乳化液油滴较大约2--4u，因为反光较佳，所以呈现白色。澄清乳化液油滴较小约0.5--1.5u，因为光线较易通过，所以呈澄清状。乳化液安定性的维持是依靠油滴外层负电荷互相排斥而产生安定性，因此任何电荷中性剂的介入，都会破坏它的安定性。乳化液的最大敌人是酸和盐类，当这些具有双电荷的物质介入时，会分解为正离子和负离子，这些为数众多的离子，会破坏油滴负电荷层的平衡，使油滴合并，产生沉淀。酸碱值（PH value）是量度液体酸性和碱性的指数，纯水为中性，PH等于7；酸的PH小于7，碱的PH大于7。
大部分可溶性切削油是由肥皂硫化物和非离子性乳化剂混合而成，一般为弱碱性，PH值介于8.5～10间。PH值较高时，容易使皮肤脱脂造成伤害；PH值较低时，会使乳化液失去安定性。
极压水溶性切削油：在水溶性切削油中加入硫及氯的添加剂，它的成分和油性切削油类似，这种油品称为极压水溶性切削油。这种油结合冷却性和极压润滑性，可以使用于重负荷加工；在某些情况下，可以代替油性切削油。因为具有广泛的切削能力，极压水溶性切削油非常普遍地用于多种切削加工中。

三、合成切削液这一类的切削液完全没有油的成分，如早期以苏打灰和其它无机物与水混合的肥皂泡沫水，一般也称为「化学溶液」。因为没有真正的润滑能力，一般只用于仅需要基本冷却性能的研磨加工中。最近已开发出含有水溶性合成润滑剂的新型合成冷却液，这种产品仍然属于全合成切削液型态，虽然不含矿物油，但兼具有水溶性切削油和油性切削油的优点和缺点。
如果妥当的调配，在某些情形下有极高的使用价值。全合成切削液是由聚合物和其它有机物和无机物与水混合而成的。经过证实，它们具有极佳的冷却性和润滑性，尤其使用在极高速度切削加工时，效果更佳；合成切削液在高速数控工具机和表面切削速度超过每分钟200米的铁材加工上特别适用。因为是水溶性而不是乳化液，合成切削液并不像水溶性切削油一样会产生败坏现象。也因为不含有矿物油成分，所以在使用时不会产生气体，不发烟，也不会有分离现象。

调水浓度使用原则水溶性切削油经加水后，成乳化液油，可兼顾冷却性和润滑性，用于一般加工最适合，使用浓度5～10﹪，一般以5﹪使用最普遍。澄清水溶性切削油、合成切削液，使用在研磨加工或需要良好冷却性和湿润性，但并不十分要求润滑性的加工上，使用浓度约1～2﹪。在高速切削加工时，全合成切削液使用浓度约2～3﹪。使用在较高负荷加工时，一般使用浓度为10﹪，这样才能提供足够量的极压添加剂供切削区使用。一般来说，使用时请依照制造厂使用说明书，因为那是经过周详的考虑和试验的结果。使用适当粘度油性切削油和适当浓度的水溶性切削油、合成切削液来加工，才是明智之举。

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