油性切削油的重要特性如下：

1. 黏度

黏度是油品維持本身稠度的能力，在油性切削油中扮演重要角色。低黏度油較稀薄，有較好的滲透力及濕潤力，如果選擇適當的添加劑，可使油更快速的到達切削區(qū)。并且因為稀薄，其冷卻、清洗能力均較佳。高黏度油較稠密，分子較大，有較佳的潤滑性及較大的金屬表面隔離能力，但是流動性及冷卻性不如低黏度油。

2. 潤滑

金屬在切削時，隨著工件材料的不同和切削速度的不同，會產生不同的熱量和壓力，潤滑作用主要是牽涉到刀具面在滑動區(qū)間的潤滑，潤滑過程包含三種基本機械理論：

a. 液動潤滑

（物理上分離）液動潤滑是潤滑油介于刀具面和工作面之間作物理分離，并無化學反應發(fā)生。黏度較高或較稠的油具有較大的分子，因此有較佳的分離效果。在刀具滑動區(qū)間有較大負荷及壓力時，礦物油的黏度會升高，因此改進了它的潤滑性，這種特性稱為「彈性液動潤滑」。但是在滑動區(qū)間內，刀具與工作件在加工時所產生的壓力過高時仍會將油擠出，因此以具有物理上分離特性的純礦物油作為潤滑油使用，并非十分有效的方法。單靠礦物油潤滑只能從事一般金屬之輕負荷加工，如果要用于硬性金屬（不銹鋼、合金鋼等）加工，則需另外加添加劑。

b. 邊際潤滑

在邊際潤滑中，將極性物質加入礦物油中，會在工件面和刀具面形成有化學鍵結的有機薄膜。這種薄膜會黏附在金屬表面，因此耐磨性比單純以油分子隔離工件及刀具的效果更好。脂類物質早已用為礦物油添加劑，用來制成可產生合適有機薄膜的潤滑油，脂類對改進切削有極顯著的效果，這有助于刀具壽命的延長。常用的脂類添加劑有油酸脂、硬脂酸脂、菜籽油和它們的衍生物，目前亦有為數眾多的合成脂類被使用。天然脂類、脂酸類和它們的衍生物能與金屬表面形成單一分子薄膜，這種碳氫鍵薄膜會形成金屬外表皮（如圖表４９所示），這種膜是由金屬與脂類反應所產生，稱為「肥皂金屬」。脂類添加劑會產生有機膜，它可以避免金屬的直接接觸，直到溫度升高至薄膜的熔點之前都有保護效果。其溫度約在100℃～200℃，例如在易削鋼和銅合金等原料的低負荷加工時就會達到此溫度。使用在更高壓、高溫度的加工時，則需加入極壓添加劑。

c. 極壓潤滑

在大多數的切削加工中，刀具前端溫度高于邊際潤滑溫度的范圍，因此需要使用能產生較高熔點薄膜的添加劑。這種添加劑為無機物，氯及硫是二種較常用的元素。當使用氯、硫添加劑時，添加劑與金屬表面產生化學反應，形成一層低摩擦力的金屬衍生物薄膜。它具有類似干式潤滑的效果，可以防止金屬表面的磨損及熔合，氯膜可耐600℃，而硫膜可耐1000℃。氯、硫為極壓添加劑，氯以氯化礦物油型態(tài)加入。硫可以許多型態(tài)加入切削油中，一般以硫化脂為普遍。

硫化脂如討論它與銅反應情形，可區(qū)分為「活性硫」和「非活性硫」二種，活性硫會造成銅銹，非活性硫因為硫與脂結合物化學安定性高，所以和銅不反應。

經過實地觀察得知，如果將硫和氯二者加入切削油中，比個別只加入一種的效果好。確實的原因并不十分了解，可能的解釋是硫可將加工溫度降低至某個程度，在那溫度下氯的效果極顯著；亦可能是混合型態(tài)的硫／氯所形成的薄膜較強，故而有較佳的潤滑性。


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切削油中的硫及氯在切削區(qū)之前，亦可能以滲透方式進入金屬結構中，因此降低了金屬強度，使切削加工易于進行。