談?wù)劷饘偾邢鬟^(guò)程的潤(rùn)滑特點(diǎn)
金屬切削的潤(rùn)滑與一般部件的潤(rùn)滑有許多不同的地方，這是由于切削過(guò)程的特點(diǎn)決定的。通過(guò)以下文章,科博潤(rùn)滑油跟大家談?wù)劷饘偾邢鬟^(guò)程的潤(rùn)滑特點(diǎn)。
切削過(guò)程的特點(diǎn)是被切削金屬層在切削刃的切割和前刀面的推擠作用下進(jìn)行的。由于往被加工件上施加的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其彈性極限，而造成被加工件的塑性變形或稱永久性變形。所以工具與被加工件之間的單位面積上的壓力，比一般被潤(rùn)滑部件的彈性極限以內(nèi)的表面壓力大的多。被切削金屬層經(jīng)過(guò)塑性變形轉(zhuǎn)變?yōu)榍行肌Ｇ行家院艽蟮膲毫Γㄗ罡呖蛇_(dá)2000～3000Mpa[2]）作用在前刀面上，并以較高速度沿前刀面流出。
由于被切削金屬的塑性變形區(qū)，切削底面與刀具前刀面接觸摩擦區(qū)以及刀具后刀面與以加工表面的摩擦區(qū)在切削過(guò)程中都要產(chǎn)生熱量，所以切削區(qū)溫度很高。切削塑性金屬時(shí)，第一變形區(qū)和第二變形區(qū)是切削熱的主要來(lái)源；切削脆性金屬時(shí)，第三變形區(qū)是切削熱的主要來(lái)源。由此可知，金屬切削過(guò)程中的熱主要是由于塑性變形和接觸摩擦產(chǎn)生的。而金屬塑性變形屬于金屬的內(nèi)摩擦，所以嚴(yán)格地說(shuō)，切削過(guò)程中的熱是金屬的外摩擦和內(nèi)摩擦造成的。其內(nèi)摩擦熱比外摩擦的一般部件潤(rùn)滑時(shí)大的多，可以達(dá)到攝氏數(shù)百度以上的溫度。
因此，對(duì)于高溫下的切削，冷卻和潤(rùn)滑顯的十分重要，而一般部件潤(rùn)滑幾乎不存在冷卻問(wèn)題。
一般被潤(rùn)滑的部件，絕大部分能量用以作功，只有較少部分能量轉(zhuǎn)化為熱能。而切削過(guò)程所消耗的能量，除創(chuàng)傷面的表面能、加工面和切削中的殘留應(yīng)變能等占1%～3%，外97%的工作能量都轉(zhuǎn)化為熱能。其中2/3的能量消耗于塑性變形，1/3的能消耗于刀具與切屑和刀具、刀具與工件的摩擦。由于切削刃區(qū)域極小，熱量高度集中，故有時(shí)切屑與刀具界面溫度很高，切削時(shí)可達(dá)800攝氏度，磨削時(shí)可達(dá)1200攝氏度。刀具在高溫下其硬度、強(qiáng)度大幅度下降，使用壽命急劇縮短，有人認(rèn)為刀具壽命和切削時(shí)刀具溫度的20次方成反比。例如用高速鋼刀具在特定條件下切削，當(dāng)?shù)毒吲c切屑界面平均溫度由650℃下降到600℃時(shí)，刀具的使用壽命可以由57min增加到150min。
切削的內(nèi)表面和已加工表面都是在切削過(guò)程中形成的。這種因切削不斷暴露出來(lái)的新生表面（一般被潤(rùn)滑的部件無(wú)初生面可言）往往在尚未來(lái)得及在周圍介質(zhì)中吸附氧、水及其他極性物質(zhì)時(shí)，就立即與刀具表面接觸，并在高溫高壓下不斷擦拭刀具表面，將刀具表面原有潤(rùn)滑作用的吸附膜逐漸擦凈，而造成兩相摩擦表面間的熔點(diǎn)粘附，故要求優(yōu)良的極壓劑能以足夠的速度和摩擦表面反應(yīng)形成極壓潤(rùn)滑膜，迅速的覆蓋瞬間出現(xiàn)的新生金屬表面，這就要求反應(yīng)相當(dāng)強(qiáng)的化合物作極壓劑。通常在切削液中加入可溶性氯、硫、磷等極壓抗磨劑，這些添加劑在高溫高壓下與金屬表面起化學(xué)反應(yīng)形成固體化學(xué)膜，起到邊界極壓潤(rùn)滑作用，在很大程度上防止了切屑與刀具間的金屬緊密接觸，從而避免了金屬熔著粘結(jié)?，F(xiàn)已證明這種固體潤(rùn)滑膜的化學(xué)反應(yīng)一般是在金屬表面吸附的氧和水等參與下進(jìn)行的，對(duì)于新生的金屬表面這類反應(yīng)的進(jìn)行則困難的多，造成了油性極壓劑在切削過(guò)程中起良好潤(rùn)滑作用的一個(gè)不利因素。
對(duì)于一般的被潤(rùn)滑部件來(lái)說(shuō)（如軸承、齒輪、軋鋼等），潤(rùn)滑劑是隨著摩擦表面運(yùn)動(dòng)被攜帶到接觸區(qū)的，摩擦表面的運(yùn)動(dòng)方向有利于形成具有靜壓力的油楔。例如軸與軸承的摩擦部分在表面壓力下，由于曲率效果，潤(rùn)滑油很容易流入摩擦部位。但切削過(guò)程的潤(rùn)滑則不同，切削液若要進(jìn)入切削刃尖部位起潤(rùn)滑冷卻作用，首先要經(jīng)過(guò)切屑與前刀面，已加工表面與后刀面的楔形空間。
但由于切削和工件相對(duì)于刀具的運(yùn)動(dòng)方向與切削液進(jìn)入切削區(qū)的方向剛好相反，所以構(gòu)成了防礙油楔形成和切削液不易進(jìn)入切屑區(qū)的不利條件。因此，人們一方面考慮切削液的加入方式和流量，另一方面考慮切削液從兩側(cè)面浸入。其切削液浸入的困難程度也是一般部件的潤(rùn)滑油所不能比擬的。特別是鉆孔作業(yè)，一般在高速條件下，切削液很難在切削區(qū)停留，切削液的滲透性對(duì)其性能好壞具有極大的影響。
另外，在切削加工中，切屑以很高的速度沿前刀面流出，與前刀面的接觸時(shí)間很短，并且與刀具只接觸一次，因此要求切削液中的極壓抗磨劑與金屬表面的化學(xué)反應(yīng)能瞬時(shí)完成。切屑離開(kāi)刀具表面后繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于改善切削過(guò)程潤(rùn)滑實(shí)際上是不起作用。這種情況與一般部件的潤(rùn)滑也是不同的。一般部件的潤(rùn)滑是金屬表面上有一層氧化薄膜，或者附著一層有機(jī)物，在不變的摩擦面上通過(guò)反復(fù)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作完成。例如齒輪嚙合時(shí)間極短，但因其不斷周而復(fù)始地循環(huán)，油性極壓劑可以在數(shù)個(gè)循環(huán)周期逐步完成。由此可見(jiàn)，在切削過(guò)程匯總使用油性極壓添加劑改善切削液的性能必須考慮其反應(yīng)速度，也就是說(shuō)反應(yīng)速度越快越好。而反映速度又與切削液的滲透能力和其中添加劑的活性以及被切削金屬的化學(xué)活潑性有著密切關(guān)系。
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