在显微镜下会发现乳化液并不是溶解液,而是油滴悬浮或分散在水中。每一个油分子表面有一层负电荷,可以防止油滴合并,这种功效维持了水性切削油的安定性。
负电荷的形成,以肥皂水为例,肥皂分子是由斥水性碳氢化合物,键结一个亲水性负极,使肥皂分子外形像蝌蚪。斥水性正极(尾部)深入油滴中,切削油批发,亲水性负极(头部)存在于油/水交界面,因为同性电荷相斥,油滴虽然在溶液中游走,但不会接触,环保切削油,因此形成乳化液的安定性乳化液依悬浮油滴大小来加以区分,如果油少、乳化剂多,则油滴较小;如果油多、乳化剂少,则油滴较大。
边际润滑
在边际润滑中,将极性物质加入矿物油中,会在工件面和刀具面形成有化学键结的**薄膜。这种薄膜会黏附在金属表面,因此耐磨性比单纯以油分子隔离
工件及刀具的效果更好。
脂类物质早已用为矿物油添加剂,用来制成可产生合适**薄膜的润滑油,脂类对改进切削有较显著的效果,这有助于刀具寿命的延长。常用的脂类添加剂有油酸脂、硬脂酸脂、菜籽油和它们的衍生物,不锈钢切削油,目前亦有为数众多的合成脂类被使用。**脂类、脂酸类和它们的衍生物能与金属表面形成单一分子薄膜,这种碳氢键薄膜会形成金属外表皮,这种膜是由金属与脂类反应所产生,称为「肥皂金属」。
脂类添加剂会产生**膜,它可以避免金属的直接接触,直到温度升高至薄膜的熔点之前都有保护效果。其温度约在100℃~200℃,例如在易削钢和铜合金等原料的低负荷加工时就会达到此温度。使用在更高压、高温度的加工时,则需加入较压添加剂。
硫化脂如讨论它与铜反应情形,可区分为「活性硫」和「非活性硫」二种,活性硫会造成铜锈,非活性硫因为硫与脂结合物化学安定性高,所以和铜不反应。
硫也可以用溶解方式来加入矿物油或脂肪中,在这种情形下,活性较大,合肥切削油,此种混合物一般称为「硫化油」。经过实地观察得知,如果将硫和氯二者加入切削油中,比个别只加入一种的效果好。确实的原因并不十分了解,可能的解释是硫可将加工温度降低至某个程度,在那温度下氯的效果较显著;亦可能是混合型态的硫/氯所形成的薄膜较强,故而有较佳的润滑性。
切削油中的硫及氯在切削区之前,亦可能以渗透方式进入金属结构中,因此降低了金属强度,使切削加工易于进行。大部分有关边际润滑和较压润滑的数据及理论都是对铁材和铁合金而言。对大部分其它易加工的金属,平常是不需要使用较压添加剂的。