文 献 综 述

摘 要 切削加工是金属加工中常用的一种方法，金属切削液是金属加工过程中使用的一种辅助材料。科学合理地选用切削液，有利于节能和减少刀具的磨损，提高经济效益。然而，大量切削液的使用势必对环境造成严重的污染，随着环保意识和环境立法的不断加强，人们越来越重视切削液对环境的污染问题。国外从20世纪70年代末开始了可生物降解切削液的研究，并制定了相应的法规，我国也一直在进行这方面的研究，但研究成果与实际应用还有一定距离。

关键词 切削液 添加剂 绿色切削

1. 切削液技术的研究状况

随着现代机械制造业的快速发展，切削技术和切削工艺的不断创新对切削液的性能提出了更高要求。尤其是近年来环境保护和人类健康日益成为全社会关注的焦点，而传统的切削液会对环境和人体造成污染和损害，因此它们的使用和废液处理已受到环保法规日益严格的制约。在工业发达国家，使用切削液加工时产生的烟雾量也要受到严格限制，对某些切削液废液及带有切削液的切屑要求必须作为有毒材料加以处理，其处理成本不断提高。为了适应社会发展的要求，现代切削液技术的发展出现了一些新的特点^[1-3]。

1.1切削液技术的现状和发展

众所周知，切削液是金属切削加工的重要配套材料。人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代，人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16 世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。从1775 年英国的约翰#183;威尔金森（J.wilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。经历了漫长发展后到1860年，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。

19世纪80年代，美国科学家首先进行了切削液的评价工作。F#183;W#183;Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高 30％～40％的现象和机理。针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢，切削液的主要作用是冷却，故提出”冷却剂”一词。从那时起，人们把切削液称为冷却润滑液。

随着人们对切削液认识水平的不断提高以及实践经验的不断丰富，发现在切削区域中注入油剂能获得良好的加工表面。最早，人们采用动植物油来作为切削液，但动植物油易变质，使用周期短。20世纪初，人们开始从原油中提炼润滑油，并发明了各种性能优异的润滑添加剂。在第一次世界大战之后，开始研究和使用矿物油和动植物油合成的复合油。1924年，含硫、氯的切削油获得专利并应用于重切削、拉削、螺纹和齿轮加工。刀具材料的发展推动了切削液的发展，1898 年发明了高速钢，切削速度较前提高 2～4 倍。1927年德国首先研制出硬质合金，切削速度比高速钢又提高2～5倍。随着切削温度的不断提高，油基切削液的冷却性能已不能完全满足切削要求，这时人们又开始重新重视水基切削液的优点。1915年生产出水包油型乳化液，并于1920年成为优先选用的切削液用于重切削。1948年在美国研制出第一种无油合成切削液，并在20世纪70年代由于油价冲击而使应用提高。近十几年来，由于切削技术的不断提高，先进切削机床的不断涌现，刀具和工件材料的发展，推动了切削液技术的发展。随着先进制造技术的深入发展和人们环境保护意识的加强，对切削液技术提出了新的要求，开发和利用可生物降解切削液的要求已势在必行^[4,5]。

(1) 切削液的使用现状^[6，7]