第1章 金属加工液的发展简史 1
1.1 什么是金属加工液？ 1
1.2 美国（20世纪）90年代金属加工液的使用状况 1
1.3 润滑剂的历史：金属加工液的早期使用证据 2
1.4 技术发展史 3
1.4.1 希腊和罗马时代 3
1.4.2 文艺复兴时期（公元1450～1600年） 3
1.4.3 第一次工业革命前期（公元1600～1750年） 3
1.5 机床的演化与金属加工液 5
1.5.1 金属加工液在机床上的早期使用 6
1.5.2 金属加工液用量的增长 7
1.5.3 第二次工业革命时期（公元1850～1900年） 7
1.5.4 金属加工液的早期实验 9
1.5.5 1900～1950年金属加工液的状况 11
1.6 金属加工液的现状 16
参考文献 18
第2章 冶金学基础及表面形貌测量简介 21
2.1 引言 21
2.2 金属结构 21
2.3 金属性能 25
2.3.1 物理性能 25
2.3.2 力学性能 25
2.4 纯金属与合金 29
2.5 黑色金属 30
2.5.1 碳素钢与合金钢 31
2.5.2 硬度和淬透性 32
2.5.3 工具钢 32
2.5.4 不锈钢 34
2.5.5 铸铁 35
2.6 强化机理和钢铁微观结构 36
2.6.1 微观结构 37
2.6.2 钢的热处理 37
2.7 有色金属材料 40
2.7.1 铝 40
2.7.2 铝合金热处理 42
2.7.3 铜和铜合金 43
2.8 表面形貌的测量 44
2.8.1 术语 45
2.8.2 概念和参数 47
2.8.3 工程符号解释 48
参考文献 49
第3章 金属切削过程 51
3.1 背景 51
3.1.1 钻孔 54
3.1.2 攻丝 55
3.1.3 车削 56
3.1.4 铣削 58
3.1.5 拉削 60
3.2 切屑和热量的产生 60
3.3 切削过程的对比 61
3.4 切削液的作用 62
3.4.1 带走切屑 62
3.4.2 防止重复焊接 63
3.4.3 腐蚀保护 63
3.4.4 降低能源消耗 63
3.4.5 延长刀具寿命及提高生产力 64
3.4.6 产生确定类型的切屑 64
3.4.7 冷却作用 64
3.4.8 润滑作用 65
3.5 切削液的应用 67
3.6 关于湿式加工和干式加工的讨论 71
3.7 表面完整性和光洁度 72
3.8 刀具磨损的模式 74
3.8.1 硬质点磨损 74
3.8.2 黏结磨损 75
3.8.3 化学磨损 75
3.8.4 疲劳磨损 76
3.8.5 沟槽磨损 76
3.9 刀具涂层 77
3.10 高速切削加工 77
3.11 金属切削的未来走向 78
参考文献 79
第4章 磨削系统中的金属加工液 80
4.1 引言 80
4.2 金属加工液（磨削液）是整个磨削系统的组成要素之一 81
4.3 金属加工液（磨削液）的性能 83
4.3.1 生产效率 84
4.3.2 砂轮寿命 85
4.3.3 能耗 86
4.3.4 加工质量 86
4.4 磨削参数与金属加工液（磨削液）的相互关系 87
4.4.1 磨削效果图解 88
4.4.2 砂轮对磨削效能的影响 89
4.4.3 金属加工液（磨削液）对磨削效能的影响 89
4.5 金属加工液（磨削液）在磨削区的应用 93
4.5.1 滴流喷嘴 93
4.5.2 加速区域喷嘴 94
4.5.3 消防水龙头喷嘴 96
4.5.4 射流喷嘴 97
4.5.5 环绕式喷嘴 98
4.5.6 金属加工液（磨削液）在超硬磨料磨削上的应用 98
4.6 过滤系统的选择 100
4.7 保持金属加工液（磨削液）冷却 102
4.7.1 蒸发和对流 103
4.7.2 用空气冷凝器冷却 103
4.7.3 强制蒸发冷却 104
4.7.4 制冷和换热器冷却 105
4.7.5 金属加工液（磨削液）温度对树脂结合剂砂轮磨削参数的影响 105
参考文献 107
第5章 金属成型加工工艺及润滑剂的应用 108
5.1 引言 108
5.2 影响金属成型润滑剂要求的因素 109
5.2.1 金属成型润滑剂的种类 109
5.2.2 金属成型润滑剂中使用的润滑添加剂 110
5.2.3 金属成型润滑剂的物理性质 110
5.2.4 金属成型润滑剂的功能 111
5.2.5 润滑的种类 112
5.2.6 应用金属成型润滑剂的方法 114
5.2.7 清除金属成型润滑剂的方法 115
5.2.8 金属成型前处理工艺 115
5.2.9 金属成型后处理工艺 116
5.3 金属成型工艺 116
5.3.1 冲裁 116
5.3.2 拉深 118
5.3.3 拉深和变薄拉深 120
5.3.4 拉深-再拉深 125
5.3.5 线拉拔 126
5.3.6 其他金属成型工艺 129
5.4 结语 131
参考文献 132
第6章 金属加工液化学 134
6.1 概述：金属加工液的类型 134
6.2 金属加工液的功能 135
6.3 金属加工液添加剂与产品性能 136
6.3.1 浓缩液的稳定性 136
6.3.2 添加剂的氧化安定性 136
6.3.3 乳化液的稳定性 136
6.3.4 乳化液的硬水稳定性 138
6.3.5 浓缩液的乳化分散性 138
6.3.6 泡沫性 138
6.3.7 残留物／清洁性 138
6.3.8 腐蚀抑制性 139
6.3.9 润滑性 139
6.3.10 微生物控制性能 139
6.3.11 化学结构 140
6.4 切削油 142
6.4.1 复合油、矿物油和极性添加剂 142
6.4.2 化学活性润滑添加剂 142
6.4.3 切削油配方 143
6.5 可溶油 144
6.5.1 基础油 144
6.5.2 乳化剂 145
6.5.3 功能添加剂 145
6.6 半合成金属加工液 146
6.6.1 基础油和水 146
6.6.2 乳化剂 147
6.6.3 功能添加剂 147
6.6.4 半合成金属加工液配方 148
6.7 全合成金属加工液 148
6.7.1 水基 148
6.7.2 腐蚀抑制剂 149
6.7.3 润滑剂和其他功能添加剂 149
6.7.4 全合成金属加工液配方 149
6.8 阻隔膜型润滑剂 150
6.8.1 拉伸、冲压和成型润滑剂 150
6.8.2 拉丝润滑剂 150
6.8.3 预润滑剂 151
6.9 减少废物 151
6.9.1 废物可处理性 151
6.9.2 硬水稳定性 152
6.9.3 生物稳定性 152
6.10 结语 154
参考文献 154
第7章 金属加工液的实验室评定 156
7.1 引言 156
7.2 金属加工液原液的化学和物理特性 157
7.2.1 相对密度 157
7.2.2 黏度 157
7.2.3 闪点与着火点 158
7.2.4 酸碱中和值 158
7.2.5 润滑剂含量 159
7.3 金属加工液的稳定性测定 159
7.3.1 金属加工液原液的稳定性 159
7.3.2 金属加工液稀释液的稳定性 160
7.4 金属加工液的泡沫试验 162
7.4.1 泡沫试验应该考虑的因素 162
7.4.2 摇瓶试验 163
7.4.3 搅拌机试验 163
7.4.4 通气试验 164
7.4.5 循环试验 164
7.4.6 倾泻试验 165
7.4.7 空气夹带与液雾 165
7.5 金属加工液的润滑性试验 166
7.5.1 摩擦表面的相关试验 166
7.5.2 产生碎屑的试验 169
7.5.3 金属变形试验 174
7.5.4 电化学方法 175
7.6 金属加工液的拒油试验 175
7.7 金属加工液的浓度检测方法 176
7.7.1 折光仪法 176
7.7.2 油含量法 177
7.7.3 pH测定法 177
7.7.4 碱值测定法 178
7.7.5 乳化剂含量法 178
7.7.6 硼含量法 178
7.7.7 杀菌剂含量法 179
7.7.8 “到底什么是浓度？” 179
7.8 冲压液和拉伸液的评定 180
7.8.1 磷酸盐的兼容性评定 180
7.8.2 电泳涂漆评定 180
7.8.3 黏合剂强度评定 180
7.8.4 可清洗性评定 181
7.9 金属加工液的其他性能 181
7.9.1 废物处理性 181
7.9.2 残余特性 181
7.9.3 碎屑沉降性与过滤性 182
7.9.4 对非金属的影响性 182
7.9.5 表面张力性能 183
7.10 小结 183
参考文献 184
第8章 腐蚀：起因和对策 186
8.1 引言 186
8.2 腐蚀的定义 186
8.2.1 变色 187
8.2.2 腐蚀 187
8.2.3 生锈 188
8.3 腐蚀机理 188
8.3.1 黑色金属 188
8.3.2 有色金属 189
8.4 腐蚀的类型：黑色金属和有色金属 192
8.4.1 均匀侵蚀 192
8.4.2 电解质效应 192
8.4.3 氧差腐蚀 192
8.4.4 双金属腐蚀 193
8.4.5 侵蚀腐蚀 193
8.4.6 点状腐蚀 194
8.4.7 摩擦腐蚀 194
8.4.8 晶间腐蚀 195
8.4.9 应力腐蚀 195
8.4.10 细菌性诱发腐蚀 196
8.5 腐蚀的预防方法 198
8.5.1 抑制剂 198
8.5.2 细菌性诱导腐蚀抑制剂 199
8.6 金属加工液腐蚀的测试方法 200
8.6.1 黑色金属 201
8.6.2 有色金属 203
8.6.3 多金属夹层试验 203
8.6.4 电流测试法 204
8.6.5 其他电化学技术 204
8.7 使用金属加工液时预防腐蚀的实践步骤 205
8.7.1 金属加工液的选择 205
8.7.2 水质 206
8.7.3 稀释控制 206
8.7.4 使用过程中金属加工液的处理 206
8.7.5 槽边添加剂 207
第9章 金属加工液微生物学 208
9.1 引言 208
9.1.1 与金属加工液相关的微生物学 208
9.1.2 生物腐败和健康风险 208
9.1.3 废水处理 209
9.1.4 小结 209
9.2 微生物学基础 209
9.2.1 金属加工液中的微生物类型 209
9.2.2 微生物生态学 212
9.3 金属加工液和金属加工液系统的生物腐败 216
9.3.1 选择性组分消耗 216
9.3.2 使用性能变化 217
9.4 健康危害 220
9.4.1 感染性疾病 220
9.4.2 血毒症 220
9.4.3 过敏症 223
9.5 废水处理 224
9.6 微生物污染控制状态监测 225
9.6.1 总体观察 225
9.6.2 物理测试 226
9.6.3 化学测试 227
9.6.4 微生物学测试 227
9.6.5 数据分析 234
9.7 微生物污染控制 234
9.7.1 策略规划 235
9.7.2 物理处理 235
9.7.3 化学处理 238
9.7.4 废弃处理 242
9.8 结论 243
参考文献 244
第10章 金属加工液的过滤系统 247
10.1 引言 247
10.2 微粒 248
10.3 传送系统 251
10.3.1 H-链 251
10.3.2 推杆输送机（鱼叉式） 251
10.3.3 链刮板输送机 251
10.3.4 引水槽系统 252
10.4 大批量切屑分离系统 254
10.5 再循环系统 255
10.5.1 分离系统 256
10.5.2 过滤系统 258
10.6 辅助系统 265
10.6.1 杂油去除装置 265
10.6.2 金属加工液补液装置 265
10.6.3 温度控制 266
10.6.4 预警和控制 267
10.7 最新进展 267
10.8 结论 268
致谢 269
参考文献 269
第11章 金属加工液的管理及故障排查 270
11.1 引言 270
11.2 金属加工液的选择过程 271
11.2.1 金属加工液的选择标准 271
11.2.2 供应商的选择标准 274
11.2.3 产品的评价 275
11.3 水质问题 276
11.3.1 水质 277
11.3.2 水处理 280
11.4 金属加工液的管理 281
11.4.1 浓度管理 282
11.4.2 pH值管理 283
11.4.3 污物管理 284
11.4.4 油含量管理 284
11.4.5 细菌和霉菌管理 285
11.4.6 电导率管理 286
11.5 金属加工液的维护和保养 286
11.6 金属加工液故障排查 288
11.7 金属加工液外包管理 293
参考文献 294
第12章 金属加工液的再生 297
12.1 引言 297
12.2 金属加工液再生的背景和历史 298
12.3 工作液管理的基础 298
12.3.1 水质 299
12.3.2 加工液的选择 300
12.3.3 加工液的控制 302
12.3.4 污染物清除系统 303
12.3.5 管理控制 306
12.4 工作液再生技术 309
12.4.1 过滤 309
12.4.2 杂油的去除 310
12.4.3 细菌的控制 312
12.4.4 化学添加剂 312
12.5 工作液再生设备 313
12.6 工厂应用 317
12.7 废水处理和排放 319
12.8 小结 320
参考文献 321
第13章 废液处理 322
13.1 引言 322
13.2 废液处理的战略性计划 324
13.2.1 废液量最少化 324
13.2.2 获取所有适用的排放法规 325
13.2.3 外部代工 325
13.2.4 合同处理 325
13.2.5 委托事项 325
13.3 基本处理方法 326
13.3.1 初级处理 327
13.3.2 二级处理 327
13.3.3 三级处理：物理化学处理方法 341
13.4 小结 345
参考文献 346
第14章 接触性皮炎与金属加工液 348
14.1 引言 348
14.1.1 总则 348
14.1.2 皮肤的结构和功能 348
14.2 发病机理 350
14.2.1 刺激性接触性皮炎 350
14.2.2 过敏性接触性皮炎 350
14.3 临床表现 352
14.4 诊断测试 352
14.4.1 斑贴试验 352
14.4.2 其他 355
14.5 预后 355
14.6 治疗 356
14.7 预防 357
参考文献 360
第15章 金属加工液使用中的健康和安全 361
15.1 引言 361
15.2 化学品暴露 362
15.3 机加工环境和健康 363
15.4 毒理学中的一些概念和测试方法 365
15.5 暴露于金属加工液的健康危害 366
15.5.1 急性反应 366
15.5.2 慢性反应 384
15.6 总结 402
参考文献 403
第16章 切削液油雾的产生与控制 409
16.1 引言 409
16.2 油雾的本质 409
16.2.1 油雾形成的机理 410
16.2.2 油雾微粒的大小 410
16.3 与油雾和挥发性有机物相关的法规 413
16.3.1 室内空气管理法规 413
16.3.2 室外空气管理法规 414
16.4 工厂内空气的油雾含量 414
16.4.1 工厂的实际情况 415
16.4.2 机器带来的问题 415
16.4.3 切削液带来的问题 416
16.4.4 工艺的影响 421
16.4.5 产生油雾的因素总结 423
16.5 油雾的预防与控制 423
16.5.1 油雾预防 423
16.5.2 油雾控制 427
致谢 431
参考文献 431
第17章 金属加工液法规 434
17.1 引言 434
17.2 化学品法规 436
17.3 法规的颁布 437
17.4 联邦法规第29章——劳工部法规 438
17.4.1 一般责任条款 439
17.4.2 美国职业安全与健康管理局（OSHA）危害通识规定（联邦法规第29章1910.1200） 440
17.4.3 材料安全数据表（MSDS） 441
17.4.4 标签知情权 443
17.4.5 联邦法规第29章与金属加工液相关信息 444
17.5 联邦法规第40章——环保法规 445
17.5.1 联邦法规第40章700～799——有毒物质控制法案（TSCA） 446
17.5.2 联邦法规第40章152～186——联邦杀虫剂、杀菌剂和杀鼠剂法（FIFRA） 446
17.5.3 联邦法规第40章260～279——资源保护及回收法案（RCRA） 447
17.5.4 高产量（HPV）化学品测试项目 448
17.5.5 联邦法规第40章与金属加工液相关信息 449
17.6 联邦法规第49章——交通法规 449
17.7 州及地方法规 450
17.7.1 州法规 450
17.7.2 本地法规 451
17.8 共识性（非监控）标准 451
17.9 美国职业安全与健康研究院（NOISH）金属加工液（MWF）推荐暴露限值（REL） 452
17.10 监控报告 453
17.10.1 州紧急响应委员会（SERC）（二级）报告 453
17.10.2 有毒物质排放目录（TRI）报告 454
17.10.3 杀虫（菌）剂公司的杀虫（菌）剂报告 455
17.10.4 州杀虫剂（杀菌剂）注册报告 455
17.11 结论 455
附录 456
附录A 法规选编 456
附录B 标准及报告选编 456
附录C 最佳范例、方针及报告 457
附录D 美国环境保护署（EPA）十大区域办公室 458
附录E 相关的网络资源 459
参考文献 459
第18章 金属加工液经济性分析 460
18.1 引言 460
18.2 金属加工液——原料和添加剂费用 463
18.3 金属加工液——劳动力支出 465
18.4 废液处理和集中供液系统的清洗费用 466
18.5 设备费用 467
18.5.1 金属加工液输送设备费用 467
18.5.2 测试设备花费 468
18.5.3 循环设备费用 470
18.6 验收测试费用 471
18.7 环境、安全和健康（ES＆H）方面的费用 471
18.8 采购费用 472
18.9 存储费用 473
18.10 液槽大小对费用的影响 473
18.11 费用／收益总结 474
18.12 主编点评 476
参考文献 477
第19章 专业词汇 478
后记 503