人類使用切削液的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。人們在磨制石器、銅器和鐵器時(shí),就知道澆水可以提率和質(zhì)量。在古羅馬時(shí)代,車削活塞泵的鑄件時(shí)就使用橄欖油,16世紀(jì)使用牛脂和水溶劑來拋光金屬盔甲。從1775年英國的約翰·威爾金森(J.Wilkinson)為了加工瓦特蒸汽機(jī)的汽缸而研制成功鏜床開始,伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切削加工中的應(yīng)用。到1860年經(jīng)歷了漫長發(fā)展后,車、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種機(jī)床相繼出現(xiàn),也標(biāo)志著切削液開始較大規(guī)模的應(yīng)用。
隨著人們對切削液認(rèn)識水平的不斷提高以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富,發(fā)現(xiàn)在切削區(qū)域中注入油劑能獲得良好的加工表面。早,人們采用動(dòng)植物油來作為切削液,但動(dòng)植物油易變質(zhì),使用周期短。20世紀(jì)初,人們開始從原油中提煉潤滑油,并發(fā)明了各種性能優(yōu)異的潤滑添加劑。在次世界大戰(zhàn)之后,開始研究和使用礦物油和動(dòng)植物油合成的復(fù)合油。1924年,含硫、氯的切削油獲得專利并應(yīng)用于重切削、拉削、螺紋和齒輪加工。
每一種類型的切削液都會(huì)含有除基礎(chǔ)油以外的各種添加劑:防銹劑、有色金屬腐蝕鈍化劑、消泡劑等。
有些廠家會(huì)有微乳液的分類;通常認(rèn)為是介于乳化液和半合成切削液之間的類別。
乳化液的稀釋液在外觀上呈乳白色;半合成液的稀釋液通常呈半透明狀,也有一些產(chǎn)品偏乳白色;全合成液的稀釋液通常完全透明如水或略帶某種顏色。
陶化原理
1)酸的侵蝕使金屬表面H+濃度降低:Fe-2e—Fe2+,2H++2e—2[H]
2)納米硅促進(jìn)反應(yīng)加速:
[Si]:ZrO2+4[H]—[Zr]+2H2O
式中[Si]為納米硅,[Zr]為還原產(chǎn)物,納米硅為反應(yīng)活化體,加快了反應(yīng)速度,進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降,生成的[Zr] 成為成膜晶核。
3)鋯酸根的兩級離解:
H2ZrF6+H+—ZrF62-+2H+
由于表面的H+濃度急劇下降,導(dǎo)致鋯酸根各級離解平衡向右移動(dòng),終為ZrF6-。
4)鋯酸鹽沉淀結(jié)晶成膜:當(dāng)表面離解出的ZrF6-,與溶解中的金屬離子Fe2+達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí),就會(huì)形成鋯酸鹽沉淀。