目前切削液用的乳化油幾乎都是水包油型(0/W)。在配制這種乳化液時，要使油相成分全部乳化。各種油相所需乳化劑的HLB值范圍如表2所示。在實際應(yīng)用中，也不能單靠HLB值來斷定乳化劑。因為HLB值不能包括被乳化物和乳化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及兩者之間的關(guān)系。所以還要考慮其他一些因素：①一般選用乳化劑要考慮其離子型，以便得到比較穩(wěn)定的乳液，這是因為乳化液粒子帶同種電荷相互排斥之故；②選用乳化劑的憎水基和被乳化物結(jié)構(gòu)相似以及選用乳化劑在被乳化物中易于溶解的表面活性劑，換句話說，乳化劑的憎水基和被乳化物的結(jié)構(gòu)越接近就越易被乳化，因為它們的結(jié)構(gòu)越接近就越容易互溶，也就是親和力越強，這樣不但乳化力強，而且乳化劑用量也少；③當(dāng)乳化油中還含有其他添加劑時，還應(yīng)考慮其影響。

在水溶性切削液中，表面活性劑最主要的用途就是作乳化劑。用作乳化劑的表面活性劑通常為陰離子型和非離子型表面活性劑，如聚乙二醇二油酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐溫80、油酸三乙醇胺、石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪酸鹽等。隨著技術(shù)的發(fā)展，陽離子表面活性劑也逐漸被應(yīng)用到切削液中，并且和陰離子型、非離子型表面活性劑復(fù)配使用，效果更好，多種乳化劑復(fù)配，可以發(fā)揮它們的協(xié)同效應(yīng)，從而提高乳化效率，有助于減少乳化劑的用量，而且具有不同HLB值的非離子表面活性劑復(fù)配時，其增溶能力大大超過其中任何一個。

2、清洗作用

在金屬切削過程中，工件表面常粘有金屬粉末、砂粒、油等污垢。為除去這些污垢，使切削液具有一定的洗滌能力，可在切削液中加入適量堿性物質(zhì)如純堿、三乙醇胺，或其他表面活性劑如非離子表面活性劑如平平加、0P-7、OP-10等；陰離子表面活性劑如脂肪酸皂、烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等。切削液的清洗作用是潤滑、滲透、分散等綜合作用的結(jié)果。若采用非離子性表面活性劑和陰離子表面活性劑復(fù)配能起到顯著降低切削液表面張力的作用，從而滿足切削液的清洗作用。

3、防銹作用

在水溶性切削液中防銹劑必不可少。防銹性能對于加工部位的質(zhì)量、產(chǎn)品合格率以及機床的保養(yǎng)等有著十分重要的意義。切削液中使用的防銹劑許多都是表面活性劑，如油溶性防銹劑有石油磺酸鹽（鈉、鈣、鋇鹽等）、金屬皂等；水溶性防銹劑有一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、油酸三乙醇胺、十二烷基二乙醇酰胺等。開發(fā)防銹性能良好、環(huán)境友好的水溶性防銹劑是近年來的發(fā)展趨勢。

水溶性防銹劑是合成液中的主要添加劑，最常用的水溶性防銹劑是亞硝酸鈉，但因其與有機胺反應(yīng)能生成有致癌作用的亞硝胺，已相繼被各國禁用。為此開發(fā)了一系列能夠替代亞硝酸鈉的新型防銹劑，主要替代品有硼酸鹽、羧酸鹽、磷酸鹽、磺酸鹽等幾大類。一般認為硼酸鹽與羧酸鹽的作用機理屬吸附型，其分子中極性基韌吸附于金屬表面而起到防銹效果，但也有人認為硼酸鹽具有陽極鈍化作用。研究發(fā)現(xiàn)硼酸鹽及羧酸鹽單獨使用時，防銹效果均不理想。但硼酸鹽和羧酸鹽兩者復(fù)配后，其防銹效果良好。硼酸鹽和羧酸鹽復(fù)合配比為2：1時防銹性能加強，該復(fù)配體系在用量相當(dāng)?shù)臈l件下，防銹性能與亞硝酸鈉相當(dāng)。

環(huán)已六醇六磷酸酯，外觀為褐色黏稠狀液體，是一種從糧食作物中提取的無毒化工產(chǎn)品，因其分子結(jié)構(gòu)中具有能同金屬配合的24個氧原子、12個羥基和6個磷酸基，與金屬接觸時極易在金屬表面形成一層致密的有機單分子保護膜，使金屬的電極電位變得和鉑、金一樣，從而有效地阻止了金屬的腐蝕。實驗結(jié)果表明，環(huán)己六醇六磷酸酯對鋼、鑄鐵、銅、鋁均有優(yōu)良的防銹能力。將環(huán)己六醇六磷酸酯與防霉劑、潤滑劑、消泡劑、表面活性劑等配制成水基金屬切削液具有優(yōu)良的潤滑、冷卻、洗滌、防銹等綜合功能。其配方為：0.4%潤滑劑（合成），0.3%消泡劑，0.85%環(huán)己六醇六磷酸酯復(fù)合防銹劑，余量為水。切削液的pH值為8.5~9.5。

在切削液的研制中，發(fā)現(xiàn)油酸二乙醇酰胺在油基切削液中對黑色金屬有很好的防銹性能，但不適用于水基合成切削液，它對酸、鹽等電解質(zhì)很敏感，易水解，不宜在酸性環(huán)境和硬水條件下使用。為此，應(yīng)對油酸酰胺改性，以制備既具有良好的防銹性，而且耐水解能力強的水溶性油酸酰胺基表面活性劑。我們知道欲提高疏水性油的親水性，可向疏水性油的分子上引入親水性基團，如-COOH、-CONH2、-S03H、-NH2、-SH等。另外，在油酸的長鏈烷基和羧基之間嵌入極性基團，不僅可以增加水溶性，而且能夠改善電離性和提高耐硬水能力。若在同一分子中含有多個附著力強的極性基團，也會大大改善防銹能力。采用油酸與順丁烯二酸殲加成，可在分子中引入兩個羧基，提高了官能度。再與二乙醇胺進行酰胺化反應(yīng)，可制得水溶性極好的油酸酰胺基非離子表面活性劑（簡稱0MA，結(jié)構(gòu)如下）。由于OMA分子中同時含有多個羥基、酰胺基等極性基團和長碳鏈烴基，因此，0MA水溶性好，抗硬水、耐水解能力強，在pH值5~10水溶液中均能穩(wěn)定存在，具有很好的穩(wěn)泡性和較好的潤濕、乳化能力。實驗結(jié)果表明，在水溶液中0MA對鋼和鑄鐵有優(yōu)良的防銹作用，對銅也有一定的防腐蝕能力。但由于0MA的水溶液呈弱堿性，不適于做鋁的腐蝕抑制劑。如果添加其他鋁緩蝕劑，使之構(gòu)成具有協(xié)同防腐蝕能力的體系，將獲得滿意的結(jié)果。OMA適用于水基金屬切削液、水基難燃液壓液等。

4、極壓潤滑作用

通常認為乳化油含油較多，其潤滑性要比不含油的透明切削液好。這是由于乳化油中的基礎(chǔ)油是油性基團，依靠物理吸附作用黏附在摩擦表面，從而起潤滑作用。但有關(guān)文獻，表明，乳化油起潤滑作用的并不是基礎(chǔ)油，而是帶極性基團的表面；活性劑。單獨用這些表面活性劑溶于水所得溶液的摩擦系數(shù)和乳化；鈾本身的摩擦系數(shù)相近，甚至更小。而乳化油中如不含極性基團的；表面活性劑，摩擦系數(shù)就變大。這是由于帶極性基團的表面活性劑在金屬表面能形成物理或化學(xué)吸附，吸附膜比較牢固，能起到效果良好的潤滑作用。

合成切削液不含油，其潤滑作用也主要取決于表面活性劑，只要選擇合適的表面活性剌，合成切削液完全有可能達到或超過乳化切削液的潤滑水平。HW-5型高水基切削液配方中，選擇水溶性潤滑劑（如聚乙烯醇、甘油等），并用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑進行復(fù)配，取得了較好效果。5%的HW-5水溶液，其最大無卡咬負荷Pb值達到61kg，相同濃度下的乳化液Pb值低于40kg。

研究發(fā)現(xiàn)烷基咪唑啉硼酸酯是一類性能優(yōu)良的多功能金屬加工液添加劑。它與油酸復(fù)合后，可明顯提高耐負荷性能和極壓性能，且隨著油酸咪唑啉硼酸酯的比例增大，水溶液的耐負荷性能(Pb值)增大。當(dāng)油酸咪唑啉硼酸酯和油酸的復(fù)配比例為2：1時，Pb值達到最大。油酸咪唑啉硼酸酯與二硫代氨基甲酸鈉的配伍性也良好，當(dāng)兩者的比例為1：1時，協(xié)同效果最好。

此外，含稀土元素的有機化合物、無機硅酸鹽、有機硅化合物在水基切削液中有良好表現(xiàn)，如硅酸鈉與亞磷酸二正丁酯有較好的配伍性，比例合適時能更好地發(fā)揮硅酸鈉在水基液中的抗磨減摩性能。林峰等合成了一種水溶性稀土配合物Ce-DOP（二壬基酚聚氧乙烯醚磷酸鈰），實驗結(jié)果表明，Ce-DOP在水中的含量為2％（質(zhì)量分數(shù)）左右時，可顯著改善水的極壓性能。化學(xué)，化工材料配方還原。

5、防腐作用

切削液中常用的防腐劑有：鄰苯基苯酚、四氯代酚、對氯間二甲基酚、六氫化三吖嗪、三溴水楊酰胺和二溴水楊酰胺的混合物等。這些防腐劑只能暫時抑制微生物的繁殖，沒有持久性，在使用中需要頻繁地向切削液中添加防腐劑。