在金屬加工作業中,
切削油基本上可區分為油性切削油、水溶性切削油、合成切削液三大類。
1、油性切削油
油性
切削油一般多以低粘度礦物油為基質,再與其它添加劑混合制成,使用時不需要再稀釋。礦物油有許多不同的種類,而其特性也有所不同。有些適合做切削油,有些則不適合,中東的油和委內瑞拉的油不相同,即使同一區域不同油井所生產的油也不盡相同。透過種種煉制過程,在一定程度內,可以改變油品的特性。但基本上,油的某些特性是難以改變的,也就是說在添加劑加入前,我們要在不同的基礎油中,做一個正確的選擇。
礦物油是由多種碳氫化合物的混合,因為碳鏈接構的不同,而有石蠟基、環烷基及芳香烴基等幾類不同的成份類別。其中以石蠟基油比例較高,含芳香烴較少的基礎油用來制造切削油較佳。這種成份的油品,可以用特殊溶劑煉制技術得到,同時也具有高黏度指數的特性。這種油品在高溫下,黏度較穩定。高黏度指數油品因為具有下列特性,所以較佳。不易氧化,使用壽命較長。對溫度變化影響較小,在高溫下(如刀具前端)薄膜強度較佳。對皮膚較無害(在高黏度指數油品煉制過程中,可將一些有致癌因子的芳香烴結構除去)。機械的橡膠部分較不易損害。
2、水溶性
切削油(又稱乳化油)
一般水溶性切削油為濃縮液,使用時再依需要比例加水稀釋。稀釋后的水溶性切削油稱之「乳化液」。水溶性切削油的組成為礦物油、乳化劑、防銹添加劑與其它添加劑。礦物油和乳化劑混合,加入水中會發生乳化作用,形成油存于水中的懸浮液,這種溶液稱為「乳化液」,礦物油的選用和油性切削油相同,需要含有較少的芳香烴基。
一般使用的乳化劑是脂肪酸皂混合磺化油或非離子性乳化劑,這種組成有較大的污染包容力和的乳化安定性。早期以肥皂當乳化劑,但是它對金屬屑和鹽類的安定性極差。許多肥皂與礦物油并不相溶,因此要加入一些共溶的溶劑使二者可以互相溶解,這種有溶合二種物質特性的添加劑稱為「偶合劑」。傳統的偶合劑含有酚基如甲酚、二甲苯酚,但是酚基會產生異味;不當的使用,容易造成皮膚病,所以目前已改用不含酚基的偶合劑,如合成醇等。除此之外水溶性切削油還添加防銹劑、防腐劑和消泡劑。
在顯微鏡下會發現乳化液并不是溶解液,而是油滴懸浮或分散在水中。每一個油分子表面有一層負電荷,可以防止油滴合并,這種功效維持了水性切削油的安定性。
負電荷的形成,以肥皂水為例,肥皂分子是由斥水性碳氫化合物,鍵結一個親水性負極,使肥皂分子外形像蝌蚪。斥水性正極(尾部)深入油滴中,親水性負極(頭部)存在于油/水交界面,因為同性電荷相斥,油滴雖然在溶液中游走,但不會接觸,因此形成乳化液的安定性乳化液依懸浮油滴大小來加以區分,如果油少、乳化劑多,則油滴較??;如果油多、乳化劑少,則油滴較大。